Умное охлаждение: ученые из России и Китая научили солнечные панели собирать воду из воздуха
Разработана технология для охлаждения солнечных панелей, которая одновременно производит воду для засушливых регионов. Ее предложили ученые Федерального исследовательского центра «Институт катализа СО РАН» совместно с коллегами из Китая.
Решение представляет собой композитный адсорбент на основе неорганической соли — нитрата лития. Соль поместили в поры матрицы — ткани из углеродного волокна, а затем высушили при температуре 160 градусов.
Нанесенный на обратную сторону солнечной панели поглощающий элемент ночью впитывает влагу из воздуха. Днем он нагревается от фотоэлектрической батареи и испаряет ее, тем самым охлаждая конструкцию. Затем пар конденсируется и образует воду, которую можно использовать как в бытовых целях, так и в качестве источника водорода.
Ключевое отличие разработки — узкий температурный диапазон, в котором материал меняет поведение. Ночью, при примерно 25 °C, композит активно поглощает влагу из воздуха. Днем, когда солнечная панель нагревается до 40–50 °C, тот же материал начинает испарять жидкость, охлаждая поверхность. Таким образом, элемент четко «знает», когда ему сорбировать воду, а когда отдавать. Это делает процесс очень эффективным — энергия не тратится впустую, а работает максимально продуктивно в нужное время.
Солнечная энергетика активно развивается, но у фотоэлектрических панелей есть ключевая проблема — перегрев. Он снижает выработку электроэнергии и может вывести оборудование из строя. Для охлаждения батарей применяют различные методы, включая циркуляцию воздуха, жидкости и специальные гели. Новая технология не просто охлаждает, а попутно производит воду и водород. В планах ученых разработка адсорбентов для разных климатических условий: от пустынь до влажных и прохладных регионов.
