Шведский физик Каспер Мотт-Поульсен называет свое изобретение «солнечным термотопливом». Это жидкость, которая запасает энергию подобно батарейке, но вместо электричества использует прямой солнечный свет. А при высвобождении происходит химическая реакция с выделением тепла, причем процесс можно регулировать, «сжигая» порции топлива для полезной работы. Само же вещество в промежутках спокойно хранится в обычной бутылке.
На крыше Технологического университета Чалмерса в Гетеборге ученый смонтировал экспериментальную установку. По прозрачным трубам течет вещество норборнадиен, которое при облучении ультрафиолетом Солнца переходит в свою энергетически возбужденную версию – квадрициклан. Солнечный счет перестраивает связи между атомами водорода, азота и углерода, что требует больших затрат энергии, поглощаемой в процессе. Остывший квадрициклан инертен, пока не вступает в реакцию с катализатором на основе кобальта, и вот тогда процесс обращается вспять. Жидкость превращается в норборнадиен, а избыток энергии отдается в виде тепла.
Объем выделяемого тепла очень велик, жидкость почти мгновенно нагревается на 63° по Цельсию. Расход катализатора при этом символический, и, используя грамотные инженерные решения, нетрудно выстроить с его помощью тепловой контур для обогрева здания. По расчетам, солнечное термотопливо может хранить до 250 Вт⋅ч на 1 кг массы – вдвое больше, чем у «домашних» батарей Tesla Powerwall. А отработанная жидкость легко перезаряжается или хранится без всякой изоляции и без потери своих свойств.
Последнее качество и стало прорывом. Топливо на основе норборнадиена было разработано еще в 1970-е, но было нестабильно, молекулы вещества разваливались после пары циклов перезарядки. А Каспер Мотт-Поульсен сумел добиться для отдельных видов смесей уже 125 циклов перезарядки без признаков деградации, и это только начало. Он не делает особого секрета из своих наработок, хотя бы потому, что с каждым месяцем к работе над новой версией солнечного термотоплива присоединяется все больше ученых по всему миру и постоянно открываются новые детали и нюансы.
Каспер Мотт-Поульсен постоянно получает заманчивые предложения от коммерческих структур, но не спешит их принимать. Для практического применения его детище еще не готово. Например, перезарядка возможна только от ультрафиолетового излучения, на самых длинных волнах света, а это всего 5 % от солнечной энергии. Да и нагрев на 63° – мало, нужно 90-100, чтобы батарея с топливом была самодостаточной и могла применяться напрямую, в том же чайнике. Но у него нет сомнений, что эта технология сделает революцию в мировой энергетике уже в ближайшее десятилетие.
Норборнадиен
