В МТИ разработали новый вид «тепловых батарей»

Наука
03:00 14 января 2018
29


Ученые из МТИ нашли эффективный способ хранения солнечной энергии. Дублированный полимер AzoPMA позволит создать «тепловую батарею», которая сможет высвобождать энергию по запросу.

Пример «тепловой батареи» — бассейн, который прогревается в солнечный августовский день, а вечером начинает высвобождать тепло в атмосферу. Команда ученых из МТИ во главе с химиком Дхандапани Венкатараманом, открыла полимер AzoPMA, который может хранить в 200 раз больший объем тепла, нежели вода.

Принцип действия этого полимера заключается в том, что его молекулы могут переключаться между двумя состояниями. Когда полимер нагревается, они расширяются и вмещают большое количество тепла. Однако если перестать его нагревать и посветить на него лампой (можно использовать и другой триггер), то молекулы уменьшаются и начинают освобождать «лишнее» тепло.

Это напоминает поведение молекул воздуха: летом благодаря более высокой температуре нижние слои атмосферы могут вмещать большее количество влажности, нежели в зимний период. Таким образом, относительная (но не абсолютная) влажность летом часто бывает выше, а зимой — ниже.

В то же время, ученый-материаловед из МТИ Джеффри Гроссман, добился впечатляющих успехов в использовании другого типа теплового хранилища. Он создал жировое соединение, которое плавится при нагревании, но не замерзает при сильном охлаждении. Оно остается в жидком состоянии, пока на него не посветят синим светодиодом, после чего материал резко освобождает тепло.

Исследователи считают, что их разработки помогут в развивающихся странах. Так, индийская компания Tata изучает вопрос замены неэкологичных и небезопасных деревенских печей на «термопечи».

«Или представьте, что вы накапливаете тепло, пока поднимаетесь в гору, а потом освобождаете его, и готовите себе еду в палатке», — говорит Венкатараман. «Тепловые батареи» также можно встроить в ткань куртки или носков, и освободить тепло по команде ночью, когда нужно будет согреться.

Кроме того, термальные батареи могут быть объединены в большие хранилища для обогрева целых домов или распределены в виде тонких пленок на дорогах, крышах и лобовых стеклах автомобилей, где они могут быстро растопить снег. Подобным применением заинтересовалась компания BMW, которая изучает вопрос вместе с Гроссманом.

Как только технология хранения тепла дорастет до практического применения, возможно всего через десять лет, Гроссман ожидает появления множества новых устройств. «Тепловые батареи сегодня — это электрические батареи столетие назад, — говорит он. — Есть захватывающие области применения, о которых мы только сейчас начинаем узнавать».

Когда наводнения, засухи и аномальная жара становятся все более распространенными явлениями, архитекторы и специалисты по ландшафтному дизайну предлагают новые способы адаптации крупных городов к новым климатическим условиям. В частности, в Германии и в Китае разрабатывают стратегии использования дождевой воды для охлаждения зданий.

Источник: hightech.fm

Вам может быть интересно