Ученые: в области солнечной энергетики наука должна превзойти природу

2 Августа 2016

Ученые: в области солнечной энергетики наука должна превзойти природу

Солнечные электростанции вскоре станут самыми популярными источниками энергии на планете, уверены ученые. О том, какие материалы и технологии в ближайшем будущем позволят человечеству использовать дешевое и экологичное «солнечное» топливо, эксперты рассказали журналистам на пресс-конференции, прошедшей в Санкт-Петербургском государственном университете.

Встреча ведущих ученых — физиков и химиков — с журналистами состоялась в рамках 21-й Международной конференции по преобразованию и запасанию солнечной энергии (IPS-21), которая впервые прошла в России с 25 по 29 июля.

Конференция IPS является ключевым научным форумом, посвященным проблемам солнечной энергетики, и имеет давнюю историю. Сорок лет назад в мире разразился один из самых масштабных энергетических кризисов, который заставил человечество задуматься о поиске альтернативных источников энергии. С тех пор во всем мире активно ведутся разработки в этой области: в качестве потенциальных источников рассматриваются ветер, вода и биоэнергия. Однако особые надежды ученые возлагают именно на солнце — доступный, безопасный для окружающей среды, а главное, неисчерпаемый источник.

«В новейшей истории нашей страны был период, когда вопросам «альтернативной энергетики» уделялось незаслуженно малое внимание, что не могло не отразиться и на количестве исследовательских групп и проектов в этой области. Но Санкт-Петербургский государственный университет и Петербург в целом даже в этот период оставались центром исследований в области фотоники. За последние годы в СПбГУ создан ресурсный центр наноконструирования фотоактивных материалов, открыта и активно работает международная исследовательская лаборатория «Фотоактивные нанокомпозитные материалы». Это одна из причин того, что Санкт-Петербург на неделю стал мировой фотохимической столицей, где ведущие ученые и перспективные молодые исследователи собрались на 21 конференцию по преобразованию и запасанию солнечной энергии — IPS-21», — отметил пресс-секретарь СПбГУ Алексей Заварзин.

Существует три основных подхода к преобразованию энергии единственной звезды Солнечной системы. Первый называется фотовольтаикой, или превращением энергии в электричество. «Однако на этой конференции мы обсуждаем не вопросы давно и хорошо известной кремниевой фотовольтаики, а так называемые материалы третьего поколения — солнечные батареи. Они позволят столь же эффективно преобразовывать энергию Солнца, но в производстве будут гораздо дешевле своих предшественников (кремниевых и тонкопленочных элементов), и вскоре смогут найти массовое применение», — объяснил профессор СПбГУ, председатель оргкомитета конференции IPS-21 Алексей Емелин.

Второй поход предполагает преобразование солнечной энергии в химическую с целью добычи настоящего «солнечного» топлива, например, через получение водорода из воды и метана или метанола при фотофиксации углекислого газа. Кроме того, исследователи стремятся создать контролируемые системы фотосинтеза, которые бы копировали процесс, происходящий в природе уже миллионы лет, и получали полезные вещества и материалы за счет энергии Солнца. Третий подход называется фотокатализом (это ускорение химической реакции, обусловленное совместным действием катализатора и облучения светом). Он позволяет очищать воду и воздух от вредных веществ, в том числе уменьшать ущерб от выбросов автомобилей и промышленных предприятий.

«Нам интересно, как можно солнечную энергию преобразовать в топливо. Природа делает достаточно хорошую работу в этом направлении, но необходимо хотя бы в 10 раз повысить ее эффективность, — рассказал руководитель лаборатории СПбГУ «Фотоактивные нанокомпозитные материалы», профессор Университета им. Г. Лейбница в Ганновере (Германия) Детлеф Банеманн. — Нужно не только создать материалы, но и понять процессы, которые происходят на планете, а также понять, как их можно повторить технически. Потребуются большие площади, многие квадратные километры, чтобы собирать солнечную энергию и преобразовывать ее в водород, метан и другие вещества, а также хранить и использовать это топливо».

В свою очередь профессор Университета Нотр Дам (США) Прашант Камат добавил, что фотосинтез, действительно, является одним из простейших способов преобразования солнечной энергии, но если посмотреть, например, на листья деревьев, то они абсорбируют свет только в ограниченной части спектра. «Мы должны изобрести в разы более эффективные материалы, поглощающие весь световой спектр и превращающие его в энергию, которую люди смогут использовать. И я убежден, что в ближайшие десятилетия самыми популярными на планете станут именно солнечные и ветряные энергетические установки», — сказал эксперт.

В целом солнечная энергетика считается сегодня одной из самых перспективных и динамично развивающихся отраслей науки и технологий. Символично, что проведение конференции IPS-21 совпало с завершением первого кругосветного путешествия Solar Impulse 2 — самолета на солнечных батареях, который не использует ископаемого топлива для полета. Масса воздушного судна 2 300 килограммов, и почти половина из них приходится на 17 248 ячеек солнечных батарей. Самолет преодолел 40 тысяч километров, а прохождение маршрута из 17 отрезков заняло более года.

Для информации: международная конференция по преобразованию и запасению солнечной энергии (International Conference on Photochemical Conversion and Storage of Solar Energy, IPS) — крупнейший научный форум, посвященный современным проблемам преобразования и запасения солнечной энергии. С 1974 года мероприятие проводится один раз в два года в ведущих мировых научных центрах. В Международный оргкомитет конференции входят крупнейшие ученые — мировые лидеры в области преобразования солнечной энергии.

Конференция IPS-21 проходит при финансовой и организационной поддержке Санкт-Петербургского государственного университета, мега-гранта Правительства РФ, Российского фонда фундаментальных исследований, Фонда инфраструктурных и образовательных программ РОСНАНО, ООО «ИННО-МИР».
Источник:  spbu.ru
Короткая ссылка на новость: https://www.nstar-spb.ru/~TpwEY


Газета «Санкт-Петербургский вестник высшей школы»

Санкт-Петербургский вестник высшей школы

музыкальный вестник