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2021

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【行业动态】一种新型材料可以在夏天收集太阳能,并在冬天存储能量


兰开斯特大学的研究人员对一种晶体材料进行了研究,发现该晶体可以捕获太阳光中的能量并将其在室温下保存数月。能量可以按需释放为热量。

 

新材料基于一种金属有机框架(MOF)组成。MOF由金属离子网络组成,这些金属离子通过碳基分子连接形成3D结构。MOF的关键特性是它们是多孔的。这意味着它们可以通过在结构中包含其他小分子来形成小的复合材料。该研究中使用的MOF复合材料称为DMOF1,之前由日本京都大学的另一个研究小组制备。研究团队探索了该材料的储能潜力,这一点尚待检验。

 

该团队的MOF孔中充满了偶氮苯分子,这种化合物会吸收强光。分子充当光开关,这是一种分子机器。当施加外部刺激时,光电开关可以改变形状。

 

在测试期间,研究小组将材料暴露在紫外线下,这导致偶氮苯分子在MOF孔中变形为应变结构。该过程以与弯曲弹簧的势能相同的方式存储能量。狭窄的MOF孔以应变形状捕获偶氮苯分子。当在开关状态下施加外部热量作为触发器时,存储的能量将再次释放。释放很快,就像弹簧弹开一样。热量提升可用于加热其他设备中的材料。

 

MOF复合材料为固体,不需要液体燃料,化学稳定且易于容纳,这使得开发涂层或独立设备变得更加容易。新材料中没有活动部件,因此在太阳能的存储和释放中没有任何损失。

 

进一步的测试证明该材料可以存储至少四个月的能量。其他光敏材料只能在几个小时或几天内存储能量。如此长的存储能量为跨季节存储打开了新的大门。

 

随着更多的开发,这种新材料可以提供一种在夏天捕获能量并将其存储在冬天使用的方法。可以使用多种方法在离网系统和远程位置中使用该材料。它甚至可以用作一种环保的方式来补充家庭或商业办公室中的常规供暖。如果以薄涂层的形式生产,则该材料可以应用于建筑物的表面或汽车的挡风玻璃上,以在冬天储存热量和除冰玻璃。

 

该材料甚至在药物输送中具有潜力。可以通过光开关将药物加载到材料中,然后通过光或热触发将其按需释放到体内。下一步是研究其他MOF结构以及具有更大储能潜力的其他类型的晶体材料。


文章来源:贤集网