ФИЦ «Институт катализа СО РАН» совместно с ведущими китайскими университетами при поддержке Российского научного фонда создаёт прорывную технологию. Она объединяет эффективное охлаждение солнечных батарей, генерацию воды из атмосферы и производство водорода с использованием композитных адсорбционных материалов.
Солнечная энергетика на подъеме
Мировое производство электроэнергии солнечными панелями демонстрирует впечатляющий рост. Уже в 2024 году объём достиг 2000 ТВт·ч (7% от глобальной выработки), а общая мощность установок в первой половине 2025 года увеличилась более чем на 60%. Фотовольтаика уверенно наращивает свой вклад в энергобаланс планеты.
Решение проблемы перегрева
Эксплуатация солнечных панелей сталкивается с серьёзным вызовом — перегревом элементов, снижающим их КПД и вызывающим преждевременный износ. Существующие методы охлаждения (водяные контуры, воздушное обдувание, термогели) отводят тепло, но российские учёные предложили принципиально новую многофункциональную систему. Новая разработка не только предотвращает перегрев, но и производит чистую воду для засушливых зон, а также экологичное водородное топливо.
Технологическая основа
Инновационный адсорбент создан на базе неорганической соли, интегрированной в пористую матрицу. Она может быть выполнена из активированного углеродного волокна, металл-органических полимеров или гидрогелей. Нанёсенный на тыльную сторону панели, материал ночью поглощает атмосферную влагу. Днём солнечный нагрев вызывает испарение влаги, охлаждая поверхность панелей. Образующийся пар конденсируется в воду для бытовых нужд или водородной генерации.
Синергия процессов
Адсорбционно-десорбционный цикл обеспечивает двойной эффект: действенное охлаждение фотоэлементов и рациональное использование тепла. Ночное поглощение влаги сменяется дневным испарением для охлаждения и последующим получением ценных ресурсов. Исследователи из Шанхайского университета Цзяотун и Городского университета Хачжоу отвечают за конструирование установки и электролитическое выделение водорода, в то время как ФИЦ ИК СО РАН разрабатывает ключевые адсорбционные материалы.
Уникальные свойства материала
Композит создаётся пропиткой углеродной ткани солями (например, нитратом лития) с последующей сушкой при 160°C. Особый температурный диапазон его работы (25-50°C) гарантирует высокоэффективное охлаждение панелей днём, одновременную выработку воды и ночную регенерацию сорбента.
Перспективы развития
Команда работает над адаптацией технологии для различных климатических условий: от засушливых областей до регионов с повышенной влажностью. Создаваемые адсорбенты позволят системе эффективно функционировать по всему миру.
Исследование выполняется при финансовой поддержке Российского научного фонда в рамках проекта № 25-43-00051.
Источник информации и фото: ФИЦ «Институт катализа СО РАН»
Источник: scientificrussia.ru
