.jpg)
Специалисты ФИЦ "Институт катализа СО РАН" в сотрудничестве с учеными из университетов Китая при поддержке Российского научного фонда разрабатывают комбинированную технологию эффективного охлаждения солнечных панелей, извлечения воды из атмосферы и получения водорода на основе использования композиционных адсорбентов.
Выработка электроэнергии с помощью фотоэлектрических элементов ежегодно растет. В 2024 году этот показатель в мире достиг 2000 ТВт·ч (7% от всей произведенной энергии), а общая мощность солнечных панелей в первой половине 2025 года увеличилась более чем на 60%.
Серьезную проблему при эксплуатации фотоэлектрических панелей представляет их перегрев в процессе преобразования солнечной энергии, из-за которого они вырабатывают меньше электричества и могут выходить из строя. Для охлаждения элементов используют циркуляцию воздуха, воды, специальные гели, термоэлектрические системы. Ученые ФИЦ "Институт катализа СО РАН" предложили систему, которая не просто отводит тепло от панелей, но и позволит производить воду, что особенно актуально в засушливых регионах, а также водород, который можно использовать в качестве экологически чистого топлива.
Разработка представляет собой адсорбент на основе неорганической соли, помещенной в поры матрицы, в качестве которой могут выступать ткани из активированного углеродного волокна, гидрогели или металл-органические каркасные полимеры. Адсорбент, нанесенный на обратную сторону солнечной панели, ночью поглощает влагу из атмосферы. Днем он нагревается от солнечной панели, влага испаряется, тем самым охлаждая панель. Затем пар конденсируется, образуя воду, которую можно использовать в бытовых целях или как источник водорода.
Адсорбционно-десорбционное охлаждение фотоэлектрических панелей позволяет не только эффективно отводить от них тепло, но и рационально использовать энергию. Вода поглощается из воздуха ночью, затем испаряется, охлаждая панели, и конденсируется. Из нее можно получать водород. Проект реализуется совместно с китайскими учеными из Шанхайского университета Цзяотун и Городского университета Ханчжоу, которые занимаются конструированием устройства и последующим выделением водорода с помощью электролиза собранной воды. Центр компетенций национальной технологической инициативы "Водород как основа низкоуглеродной экономики" разрабатывает материал для адсорбции воды из атмосферы и отведения тепла от фотоэлектрических элементов.
Композитный адсорбент получают с помощью обработки пористой углеродной ткани солью, например нитратом лития, и сушки при температуре 160 oC. Особенность созданного материала заключается в узком температурном диапазоне 25-50 oC, в котором он поглощает воду и затем выделяет ее. Это обеспечивает наиболее эффективное охлаждение фотоэлектрических панелей, извлечение воды днем и регенерацию адсорбента ночью.
Ученые планируют разработку адсорбентов, которые обеспечат эффективную работу устройства в регионах с различными климатическими условиями от жарких и засушливых до прохладных и влажных.
