新型跨季節儲能材料登場,可有效儲存太陽熱能四個月以上

2021-02-25 CSPPLAZA光熱發電平臺

據外媒報導，最近英國科學團隊研發一種新型儲熱晶體材料，不僅可以在室溫環境下存儲四個月以上的太陽熱能，還能依照需求釋放熱能，有鑑於這款材料能長時間儲熱，團隊認為它會是將來冬季禦寒大作戰的潛在幫手。

由英國蘭開斯特大學研發的材料主要是基於多孔材料界新秀：金屬有機框架材料（metal-organic framework，MOF），它是由無機金屬與有機配位體自組裝形成的碳基3D架構，具多孔性質與高比表面積，可以吸收大量的氣體、又或是結合其他小分子製成複合材料，因此不同的組成材料更會有不同的物理或化學性質。

其中團隊著手研究的MOF材料裡面就塞滿滿的偶氮苯（azobenzene），團隊指出，偶氮苯化合物具有優異的捕獲光性能，可以當作MOF的「分子機器（molecular machine）」，也就是開關，當接收到光與熱等外部刺激的時候，就可以改變形狀。

通過實驗，若材料暴露在紫外線燈下，MOF其中的偶氮苯會讓材料內部變成應變結構（strained configuration），這有點類似彈簧的彈性位能、也是通過形變來存儲能量，團隊指出，縮小的MOF孔也能捕獲偶氮苯分子，能長時間存儲熱能，若要進行「開關」動作，也只要施加外部熱能即可。

蘭開斯特大學材料化學高級講師兼計劃主持人John Griffin表示，它有點類似相變材料，可以當作電熱水袋暖手用，差別在於不用充電、只要照光即可獲得能量，因此無論是在儲熱還是釋放熱能時，都不會有能量損失，盼未來隨著進一步研究，可以製造存儲其他能量的材料。

進一步測試顯示，該材料能夠存儲至少四個月的能量，遠比其他光敏材料的幾小時、幾天還要更久，能應用在跨季儲熱技術，除此之外，由於MOF材料並非液體燃料，穩定性更高且能再開發成塗層或是獨立設備，應用範圍也更廣了些。

團隊認為該材料能應用在偏遠地區或遠離電網的加熱系統，又或是變成住家與辦公室的環保供暖選項，至於要如何加熱，可以試試塗在建築外牆、汽車擋風玻璃等，變成另一種居家旅行必備良伴。

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