新材料可儲存太陽能數月甚至數年,但這個問題還有待解決

2021-01-08 瀟湘晨報

據國外媒體報導,英國蘭卡斯特大學研究人員最近發明一種被光激活的全新材料,能夠儲存太陽能數月甚至數年,並在需要時以熱能形式釋放出來。

資料圖 新華社發 楊世堯 攝

材料化學高級講師約翰·格裡芬率領團隊,對一種「金屬有機框架」(MOF)複合材料進行了研究。「金屬有機框架」複合材料由金屬離子網絡組成,通過碳基分子連接形成三維結構。其關鍵特性是多孔,同時透氣又透水,具有極高的比表面積。

試驗中,研究人員往「金屬有機框架」複合材料孔隙中輸入一種稱之為偶氮苯分子的強烈吸收光的化合物。當材料暴露在紫外線光下時,偶氮苯分子會呈彎曲形狀,而當紫外線光一關閉,它們通常會馬上恢復原狀。

在外部光或熱刺激下,偶氮苯分子可以改變形狀。在這種情況下,「金屬有機框架」複合材料狹小的孔隙以其應變形狀捕獲偶氮苯分子,以類似壓縮彈簧方式儲存它們的勢能。當需要回收能量時,只需適當加溫,儲存的能量會以熱量的形式釋放出來。

重要的是,釋放出的熱量要遠高於觸發熱,所以這是淨增益。由於這是一種機械效應,無需外在力量儲存能量,可在室溫下長時間保存。

試驗中,這種儲能方式持續了整整4個月時間。研究人員估計,儲存時間可以長達4.5年。

約翰·格裡芬強調,這一材料直接從太陽中吸收免費能源,沒有移動或電子部件,儲存或釋放太陽能過程中沒有損失。「金屬有機框架」複合材料是固體的,化學上穩定,儲存能量持續時間長,為跨季節儲存提供了可能性,具有巨大潛力。

今後,可以利用新材料白天從太陽中直接捕獲能量,到晚上再釋放熱量;或夏天儲存,冬天使用。也可把它製成薄塗層,塗在外牆上,給建築物保溫。或在寒冷的冬季清晨快速給窗戶或汽車玻璃除冰,用途十分廣泛。

格裡芬表示,當前材料的不足之處是能量密度較低,這將在今後進行改進。

(原標題:新材料可儲存太陽能數月甚至數年)

來源:北京日報

作者:王信強

流程編輯 :L020

【來源:北晚新視覺網】

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