新興跨季儲(chǔ)能材料登場(chǎng) 可有效存儲(chǔ)太陽熱能四個(gè)月

最近英國(guó)科學(xué)團(tuán)隊(duì)研發(fā)一種新型儲(chǔ)熱晶體材料，不僅可以在室溫環(huán)境下存儲(chǔ)四個(gè)月以上的太陽熱能，還能依照需求釋放熱能，有鑒于這款儲(chǔ)能材料能長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)熱，團(tuán)隊(duì)認(rèn)為它會(huì)是將來冬季御寒大作戰(zhàn)的潛在幫手。

英國(guó)蘭卡斯特大學(xué)研發(fā)的材料主要是基于多孔材料界新秀：金屬有機(jī)框架材料(metal-organic framework，MOF)，它是由無機(jī)金屬與有機(jī)配位體自組裝形成的碳基3D架構(gòu)，具多孔性質(zhì)與高比表面積，可以吸收大量的氣體、又或是結(jié)合其他小分子制成復(fù)合材料，因此不同的組成材料更會(huì)有不同的物理或化學(xué)性質(zhì)。

其中團(tuán)隊(duì)著手研究的MOF材料里面就塞滿滿的偶氮苯(azobenzene)，團(tuán)隊(duì)指出，偶氮苯化合物具有優(yōu)異的捕獲光性能，可以當(dāng)作MOF的“分子機(jī)器(molecular machine)”，也就是開關(guān)，當(dāng)接收到光與熱等外部刺激的時(shí)候，就可以改變形狀。

通過實(shí)驗(yàn)，若材料暴露在紫外線燈下，MOF其中的偶氮苯會(huì)讓材料內(nèi)部變成應(yīng)變結(jié)構(gòu)(strained configuration)，這有點(diǎn)類似彈簧的彈性位能、也是通過形變來存儲(chǔ)能量，團(tuán)隊(duì)指出，縮小的MOF孔也能捕獲偶氮苯分子，能長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)熱能，若要進(jìn)行“開關(guān)”動(dòng)作，也只要施加外部熱能即可。

蘭開斯特大學(xué)材料化學(xué)高級(jí)講師兼計(jì)劃主持人John Griffin表示，它有點(diǎn)類似相變材料，可以當(dāng)作電熱水袋暖手用，差別在于不用充電、只要照光即可獲得能量，因此無論是在儲(chǔ)熱還是釋放熱能時(shí)，都不會(huì)有能量損失，盼未來隨著進(jìn)一步研究，可以制造存儲(chǔ)其他能量的材料。

進(jìn)一步測(cè)試顯示，該材料能夠存儲(chǔ)至少四個(gè)月的能量，遠(yuǎn)比其他光敏材料的幾小時(shí)、幾天還要更久，能應(yīng)用在跨季儲(chǔ)熱技術(shù)，除此之外，由于MOF材料并非液體燃料，穩(wěn)定性更高且能再開發(fā)成涂層或是獨(dú)立設(shè)備，應(yīng)用范圍也更廣了些。

團(tuán)隊(duì)認(rèn)為該材料能應(yīng)用在偏遠(yuǎn)地區(qū)或遠(yuǎn)離電網(wǎng)的加熱系統(tǒng)，又或是變成住家與辦公室的環(huán)保供暖選項(xiàng)，至于要如何加熱，可以試試涂在建筑外墻、汽車擋風(fēng)玻璃等，變成另一種居家旅行必備良伴。

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