Тази година Нобеловите награди за химия и физика бяха връчени за изследвания в енергийната сфера.
Сусуму Китагава, Ричард Робсън и Омар Яги получиха приза за химия за разработването на
метални органични рамки (МОР),
порести молекулярни структури, които могат да се използват за улавяне на въглероден диоксид, съхранение на газ и водород и потенциално за подобряване на производителността на батерии и слънчеви клетки.
Първата такава метална органична рамка е създадена от Ричард Робсън, който използва положително заредени медни йони, но тя се оказва нестабилна. Сусуму Китагава и Омар Яги работят самостоятелно между 1992 и 2003 г. по метода за изграждане на МОР. Китагава демонстрира, че рамките могат да са гъвкави и газовете могат да се движат във и извън тях. Яги създава стабилна конструкция и показва, че материалите могат да бъдат модифицирани и да получат изцяло нови и желани свойства.
Постепенно химиците разработват десетки хиляди МОР. Енергийните им приложения засега са на етап изследване, разработка и тестване на прототипи, като една от най-напредналите области е сепарация и улавяне на CO₂. Голямата вътрешна повърхност на металните органични рамки им дава значителен капацитет за адсорбция на CO₂. Тъй като структурата им може да се настройва на молекулярно ниво, те могат селективно да свързват CO₂ с други компоненти на димните газове като N₂ или O₂.
Омар Яги със своя изследователски екип разработва нови видове абсорбиращи порести материали, които могат да улавят въглероден диоксид не само от точкови източници, но и директно от околната атмосфера. Групата работи с BASF по широкомащабното производство на метални органични рамки и свързаните с тях материали.
Забележителна европейска инициатива е и MOF4AIR, финансирана от ЕС и включваща 14 партньори от 8 държави, която има за цел да разработи технологии, базирани на метални органични рамки, за улавяне на CO₂ в електроцентрали и енергоемки индустрии.
Една развиваща се техника за по-ефективен пренос на природен газ е комбинацията от втечнен природен газ (LNG) и адсорбиран природен газ (ANG), известна като LNG-ANG свързване. През 2022 г. е разработен материал за метални органични рамки, който може да бъде полезен в това отношение, тъй като демонстрира стабилен и цикличен капацитет за адсорбция на метан.
Материалите, базирани на рамките, предлагат значителен потенциал и за презареждащи се батерии и суперкондензатори, с перспективи в хибридните
електрически превозни средства поради възможностите им за бързо зареждане и разреждане, дългия цикъл на живот и екологичните предимства. Въпреки
това, основна пречка в тази област остава тяхната относително ниска енергийна плътност.
Материалите притежават значителен потенциал за пречистването на биогаз и генерирането на водород чрез разделяне на водата. Финансираният от ЕС
проект MOF2H2 има за цел да подобри слънчево-водородната ефективност на металните органични рамки за разделяне на водата под видима светлина.
Неговата цел е да се увеличи устойчивото производство на двете най-обещаващи метални органични рамки и да се оцени тяхната дългосрочна
стабилност при експлоатация.
Нобеловата награда за физика за 2025 г. бе присъдена на Джон Кларк, Мишел Х. Деворе и Джон М. Мартинис за откритието на
макроскопичното квантово тунелиране и енергийно квантуване
в електрическите вериги. Това изследване открива възможности за развитие на следващото поколение технологии, включително квантова криптография, квантови компютри и квантови сензори.
Една от технологиите, които се изследват за приложения в енергийния сектор, са свръхпроводниците. Правят се експерименти с високотемпературни
свръхпроводници (HTS), които могат да спомогнат за намаляване на загубите по електропреносната мрежа чрез намаляване на загубите на
енергия.
E.ON и IBM Quantum пък са разработили алгоритъм за управление на рискове, свързани с времето, и ценообразуване, който може да надмине класическите методи при работа на достатъчно усъвършенстван квантов компютър.
ЕС има множество инициативи за развитието на квантовите системи, включително за създаване на комуникационна инфраструктура с наземен сегмент, базиран на оптични мрежи, свързващи стратегически обекти на национално и трансгранично равнище, и космически сегмент, базиран на спътници. Тя ще обезпечи защитата на чувствителна информация и критични инфраструктури, вкл. центрове за данни, болници и енергийни мрежи.
Флагманската инициатива за квантови технологии (Quantum Technologies Flagship) има за цел да подкрепи работата на стотици квантови изследователи в продължение на 10 години, с очакван европейски бюджет от един милиард евро.
