جذب و انتشار انرژی خورشید با باتری گرمایی

محققان دانشگاه ام‌آی‌تی ماده شیمیایی برای جذب و ذخیره گرمای خورشید تولید کرده‌اند که در زمان نیاز آن را آزاد می‌کند.

کد خبر: ۱۸۶۵۰۳

تاریخ: ۰۷ آذر ۱۳۹۶ - ۰۸:۳۷

به گزارش ایران اکونومیست به نقل از گیزمگ، دانشمندان دانشگاه "ام‌آی‌تی" (MIT)، در حال تولید ماده شیمیایی مرکب تازه‌ای هستند که می‌تواند گرمای خورشید یا دیگر منابع را جذب و ذخیره کند و آن را دوباره در معرض نور با شیوه کنترل‌شده‌ای آزاد سازد.

ماده تغییر فازی(PCM)، آمیزه‌ای از اسیدهای چرب و ترکیبات ارگانیک است و روزی می‌تواند در میان ابداعات دیگر، یک گاز خورشیدی ارائه دهد که می‌تواند در طول روز، گرمای خورشید را جذب کند و در هنگام شب آن را آزاد سازد.

مواد PCM دانشمندان و مهندسان بسیاری را به‌ خاطر بسیاری از کاربردهای احتمالی جذب می‌کند چون این مواد قادر هستند گرمای زیادی را با تغییر از مرحله جامد به مایع و یا برعکس، جذب کنند یا آزاد سازند.

دشواری کار با مواد PCM مثل موم، اسیدهای چرب یا نمک‌های ذوب شده، در تغییر شکل آنها در معرض دمای قابل قبول، حفظ شکل مایع برای مدت طولانی و وادار کردن آن به آزادسازی گرماست.

برای بسیاری مواد، دومین حالت نیاز به عایق سنگین دارد، درحالی‌که حالت سوم به ایجاد PCM نیاز دارد که هنگام گرم شدن یا قرار گرفتن در معرض کاتالیزور، انرژی‌اش را آزاد کند. متاسفانه، هنگامی که PCM متوسط، گرما را آزاد می‌کند، همان اتفاقی می‌افتد که به هنگام تغییر PCM از حالت مایع به جامد رخ می‌دهد.

این پروژه دانشگاه ام‌آی‌تی که با مدیریت "گریس هان" (Grace Han) و "هوشان لی" (Huashan Li) و پروفسور "جفری گروسمن" (Jeffrey Grossman) انجام می‌شود، باید ضرورتا مولکول‌های کوچکی را معرفی کند که به‌عنوان فعال‌کننده‌های فوتونی در PCM های رسمی عمل می‌کنند. در این مورد، اسیدهای چرب و تری‌دسیلیک اسید با ترکیب ارگانیک دوپنت آزوبنزن و گروه استر تری‌دسیلیک اسید آمیخته می‌شوند.

هنگامی که این ماده ترکیبی گرم می‌شود، حالت مایع پیدا می‌کند اما با قرار گرفتن در معرض اشعه فرابنفش، حتی وقتی که سرد شود، به شکل مایع باقی می‌ماند. این موضوع بدین معناست که بیشترین گرما در ترکیب 200 ژول در هر گرم محبوس می شود که برای PCM ارگانیک خوب است. پالس نور، اسیدهای چرب را آزاد می‌سازد، به PCM استحکام می‌بخشد و گرما را منتشر می‌کند.

مفهوم این فرآیند، کاربرد این ماده به عنوان یک باتری گرمایی شیمیایی است که گرما را به میزان لازم و مورد نیاز آزاد می‌کند. به علاوه، PCM می‌تواند گرما را برای بیش از 10 ساعت ذخیره کند و به گفته محققان ممکن است بهتر شود.

در این هنگام، PCM دانشگاه ام‌آی‌تی اگرچه می‌تواند تغییر 10 درجه‌ای دما را کنترل کند، تنها در مرحله اثبات مفهومی است.

این پژوهش در مجله علمی"Nature Communications" به چاپ رسیده‌است.