新材料可以储存几个月甚至几年的太阳能

2020-12-19 14:20   来源: 互联网    阅读次数:2643

如果人类想要更好地利用可再生能源,科学家必须更加努力地寻找有效的方法来储存能源。根据最新一期的"材料化学"杂志,英国科学家已经确定了一种特殊的材料,可以储存太阳能数月甚至几年。


英国兰开斯特大学(University Of Lancaster)的研究人员表示,这种材料的功能有点像一种相变材料,用于加热手加热器。然而,MOF的优势在于它可以直接从太阳获取自由能量。


在MOF中,碳基分子通过连接金属离子形成结构。重要的是,MOF是多孔的,因此它们可以与其他小分子形成复合材料。通过添加一种吸光化合物偶氮苯,该复合材料可以在室温下储存吸收的紫外线能量至少四个月,然后释放出来。这对于大多数能够储存能量数天或数周的当前光学响应材料来说是一个重大突破。


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偶氮苯作为一种光开关,是一种分子机器,能对外界刺激(如光或热)作出反应。在紫外光作用下,分子停留在MOF孔框中,同时改变形状,从而有效地储存能量。向复合MOF材料施加热量会引发能量的快速释放,能量本身就会释放热量,然后可能被用来加热其他材料或设备。


虽然过去的研究也集中在光电开关中储存太阳能,但研究人员说,太阳能通常需要储存在液体中。转化为MOF复合固体意味着,该系统更容易组装,具有更高的化学稳定性。这种材料没有移动或电子元件,因此在储存和释放太阳能时不会丢失。


结果表明,该材料一次可以维持几个月的能量,但能量密度相对较低。但是,本研究中使用的设置可以调整以提高结果。


虽然这种材料还需要改进,以使其在商业上可行,但研究人员表示,这种材料最终可以用来解冻汽车挡风玻璃,或者为家庭和办公室提供额外的热量。像这样的光电开关在数据存储和药物传输方面也有潜在的应用前景。随着技术的进一步发展,有望生产出其他可以储存更多能源的材料,从而带来另一种经济、高效和可靠的能源存储方式。

责任编辑:无量渡口
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