Когато професорът по химия Грейс Хан започва работа в Калифорнийския университет в Санта Барбара, силното слънце и необходимостта от защита я насочват към изследване на фотохимията на ДНК. Тя установява, че молекулите в човешката кожа, които се увреждат от слънчево изгаряне, могат да бъдат ключ към революционна технология за съхранение на енергия.

Под въздействие на слънчевите лъчи тези молекули променят формата си и преминават в напрегнато състояние. От десетилетия учените търсят молекули, които могат да съхраняват енергия чрез усукване и впоследствие да я освобождават като топлина при връщане в първоначалното си състояние.

Тази концепция, наречена молекулярно слънчево топлинно съхранение, предлага евтин начин за отопление с нулеви емисии, като енергията може да се съхранява с месеци или дори години. Вдъхновена от начина, по който ДНК молекулите възстановяват предизвиканите от слънцето деформации чрез ензима фотолиаза, Хан разработва система, базирана на изключително малки молекули, способни да съхраняват огромно количество енергия спрямо масата си. В проучване, публикувано по-рано тази година, екипът ѝ описва най-обещаващата система за молекулярно слънчево съхранение до момента, разказва BBC.

Системата е достатъчно мощна, за да доведе малко количество вода в миниатюрен съд до кипене почти мигновено. Независими експерти, като Каспер Мот-Поулсен от Политехническия университет в Барселона, определят резултатите като безпрецедентни. Докато водещите досега системи достигат енергийна плътност от 1 мегаджаул на килограм, екипът на Хан постига 1,65 мегаджаула на килограм, което значително надвишава стойността на литиево-йонните батерии за телефони и електромобили.

Докато досега фокусът падаше върху океаните и човешкото здраве, учените предупреждават, че летящите полимери директно нажежават атмосферата

Парников ефект от нов вид: Защо невидимите пластмасови частици са следващата климатична заплаха

Въпреки значителния пробив, технологията има ограничения. Системата работи с ултравиолетова светлина с дължина на вълната 300 нанометра, която се среща в малки количества в естествената слънчева светлина. Освен това за освобождаване на енергията в момента се използва солна киселина, което усложнява процеса поради нейната корозивност.

Екипът работи за подобряване на реакцията към естествена светлина и намиране на нетоксичен химически заместител. Крайната цел е декарбонизация на отоплителния сектор, който все още разчита основно на изкопаеми горива. За разлика от тях, технологията за молекулярно съхранение генерира топлина без горивни процеси и може да се внедри навсякъде, елиминирайки геополитическите рискове на традиционните енергийни доставки, съобщава BBC.

Съвместен проект между водещи изследователи и технологични гиганти доказва, че машините на бъдещето вече са способни да тестват терапии срещу рак и да анализират човешкото ДНК

Симулация на 12 000 атома: Квантовите технологии правят исторически пробив във фармацията и геномиката

Тъй като течната форма на молекулите изисква сложни и скъпи помпени системи, изследователите, включително екипи от Университета в Ланкастър, се фокусират върху създаването на твърдотелни платформи. Те могат да се използват като прозрачни покрития за прозорци, които акумулират слънчева енергия и впоследствие освобождават топлина за отопление на помещения или предотвратяване на конденз.

Според Хари Хостър, научен директор на германския Център за технологии на горивните клетки (ZBT), технологията трудно би могла да поеме изцяло отоплението на големи сгради, но има значителен потенциал за затопляне на чувствителни към температура компоненти в сателити и самолети. Въпреки че тази научна ниша се разработва от малък брой специалисти в световен мащаб, потенциалът ѝ да трансформира пазара на чиста енергия е значителен.