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新兴跨季储能材料登场 可有效存储太阳热能四个月

   日期:2020-12-08     来源:十轮网    浏览:4066    评论:0    
最近英国科学团队研发一种新型储热晶体材料,不仅可以在室温环境下存储四个月以上的太阳热能,还能依照需求释放热能,有鉴于这款储能材料能长时间储热,团队认为它会是将来冬季御寒大作战的潜在帮手。

英国兰卡斯特大学研发的材料主要是基于多孔材料界新秀:金属有机框架材料(metal-organic framework,MOF),它是由无机金属与有机配位体自组装形成的碳基3D架构,具多孔性质与高比表面积,可以吸收大量的气体、又或是结合其他小分子制成复合材料,因此不同的组成材料更会有不同的物理或化学性质。

其中团队着手研究的MOF材料里面就塞满满的偶氮苯(azobenzene),团队指出,偶氮苯化合物具有优异的捕获光性能,可以当作MOF的“分子机器(molecular machine)”,也就是开关,当接收到光与热等外部刺激的时候,就可以改变形状。

通过实验,若材料暴露在紫外线灯下,MOF其中的偶氮苯会让材料内部变成应变结构(strained configuration),这有点类似弹簧的弹性位能、也是通过形变来存储能量,团队指出,缩小的MOF孔也能捕获偶氮苯分子,能长时间存储热能,若要进行“开关”动作,也只要施加外部热能即可。

兰开斯特大学材料化学高级讲师兼计划主持人John Griffin表示,它有点类似相变材料,可以当作电热水袋暖手用,差别在于不用充电、只要照光即可获得能量,因此无论是在储热还是释放热能时,都不会有能量损失,盼未来随着进一步研究,可以制造存储其他能量的材料。

进一步测试显示,该材料能够存储至少四个月的能量,远比其他光敏材料的几小时、几天还要更久,能应用在跨季储热技术,除此之外,由于MOF材料并非液体燃料,稳定性更高且能再开发成涂层或是独立设备,应用范围也更广了些。

团队认为该材料能应用在偏远地区或远离电网的加热系统,又或是变成住家与办公室的环保供暖选项,至于要如何加热,可以试试涂在建筑外墙、汽车挡风玻璃等,变成另一种居家旅行必备良伴。 
 

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