Запасание солнечной энергии в химических веществах

Запасание солнечной энергии в химических веществах.

Система «норборнадиен – квадрициклан» является экологически чистой и безопасной системой запасания (аккумуляции) и хранения солнечной энергии в химических веществах и последующей ее транспортировки.

Запасание солнечной энергии в химических веществах

Ссылки на источники

Запасание солнечной энергии в химических веществах:

Для запасания солнечной энергии в химических веществах учеными предложено использование системы «норборнадиен – квадрициклан». Норборнадиен и квадрициклан по отдельности являются самостоятельными химическими веществами. При этом норборнадиен (химическая формула C₇H₈) – бициклический напряжённый диен, обладающий очень высокой химической активностью, а квадрициклан (химическая формула такая же C₇H₈) – напряжённый полициклический углеводород. Молекула квадрициклана имеет сильно напряженную структуру (78,7 ккал/моль), большую, чем молекула квадрициклана (25,6 ккал/моль).

Уникальность данной системы заключается в том, что при облучении норборнадиена солнечным светом (в т.ч. ультрафиолетовым излучением) в присутствии фотосенсибилизаторов (например, хлорида меди (I), кетона Михлера, ацетона, бензофенона, ацетофенона и др.) молекула норборнадиена превращается в молекулу квадрициклана, который является напряженным химическим соединением и остается стабильным на протяжении длительного времени.

Химическая реакция превращения норборнадиена в квадрициклан именуется фотоизомеризацией, а химические соединения, которые увеличивают чувствительность других веществ к свету, именуются фотосенсибилизаторами.

При фотоизомеризации 1 моль норборнадиена запасается 89 кДж энергии.

В свою очередь молекула квадрициклана способна и на обратное превращение – в норборнадиен, которое сопровождается выделением тепла. Квадрициклан – достаточно термоустойчивое вещество (разлагается при 200 °C), благодаря этому он удобен для транспортировки и длительного хранения запасенной энергии.

Рис. 1. Реакция превращения (слева направо) норборнадиена (NBD) в квадрициклан (QC) и обратная реакция (справа налево) – квадрициклана в норборнадиен. Прямая реакция идёт при поглощении солнечного света, обратная — с выделением теплоты

Учеными удалось достичь эффективности поглощения и обратного выделения солнечного тепла в системе «норборнадиен – квадрициклан» в пределах 73-90%.

Система «норборнадиен – квадрициклан» является экологически чистой и безопасной системой запасания (аккумуляции), хранения и транспортировки энергии. Она способна «работать» в режиме 24/7, в любое время суток, как дневное, так и в ночное время, потребляя неисчерпаемый источник энергии – солнечную энергию.

Ссылки на источники:

Ниже указаны ссылки на источники:

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com