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據(jù)外媒New Atlas報(bào)道，蘭卡斯特大學(xué)的研究人員開發(fā)出了一種新材料，它可以將能量?jī)?chǔ)存數(shù)月，甚至可能是數(shù)年。這種材料可以被光激活，然后在需要時(shí)以熱能的形式釋放儲(chǔ)存的能量。
該團(tuán)隊(duì)從金屬有機(jī)框架(MOFs)入手，這種材料以多孔著稱，因此具有極高的表面積。這反過來又使它們能夠吸附大量的分子，使它們成為海水淡化或過濾水、從空氣中捕獲二氧化碳或在體內(nèi)輸送藥物的理想材料。
對(duì)于這項(xiàng)新研究，蘭卡斯特大學(xué)的研究人員測(cè)試了MOFs可能能夠儲(chǔ)存能量的能力。他們從一種被稱為DMOF1的材料版本開始，并在其孔隙中加載偶氮苯分子。這種化合物對(duì)光的吸收能力很強(qiáng)，這會(huì)使其分子發(fā)生物理形狀變化。
當(dāng)材料暴露在紫外線下時(shí)，偶氮苯分子會(huì)彎曲形狀，通常情況下，只要關(guān)了燈，它們就會(huì)反彈回來。但在這種情況下，微小的MOF孔隙讓它們一直卡在這種形狀中，以類似壓縮彈簧的方式儲(chǔ)存它們的勢(shì)能。
當(dāng)需要回收這些能量的時(shí)候，材料會(huì)被加熱一下。這時(shí)，它很快就會(huì)把儲(chǔ)存的能量以熱量的形式釋放出來。重要的是，釋放出的熱量比 “觸發(fā) ”的熱量要高得多，所以它是一個(gè)凈收益。因?yàn)檫@是一種機(jī)械效應(yīng)，所以它不需要外部動(dòng)力來儲(chǔ)存能量，而且可以在室溫下長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行。在研究中，這種儲(chǔ)能方式持續(xù)了整個(gè)4個(gè)月的實(shí)驗(yàn)期，研究人員估計(jì)，它的儲(chǔ)能保質(zhì)期應(yīng)該長(zhǎng)達(dá)4.5年。
“這種材料的功能有點(diǎn)像相變材料，相變材料是用來給暖手器提供熱量的，”該研究的聯(lián)合首席研究員John Griffin說。“然而，雖然暖手寶需要加熱才能充電，但這種材料的好處是它直接從太陽中捕捉‘免費(fèi)’能量。它也沒有移動(dòng)或電子部件，因此在儲(chǔ)存和釋放太陽能的過程中不存在任何損失。我們希望，隨著進(jìn)一步的發(fā)展，我們能夠制造出其他的材料，它能夠儲(chǔ)存更多的能量。”
該團(tuán)隊(duì)表示，在目前的形式下，該材料的能量密度相當(dāng)?shù)?，但未來的工作將集中在改善這一問題上。終，這種材料可以用來在白天從太陽中捕捉能量，在夜間釋放熱量，或者儲(chǔ)存夏季能量供冬季使用。它可能會(huì)成為一種有用的涂層，以幫助加熱建筑物，或在寒冷的冬季早晨快速為窗戶和擋風(fēng)玻璃除冰。
該研究發(fā)表在《材料化學(xué)》雜志上。
原標(biāo)題：科學(xué)家開發(fā)可被光激活的新材料 可將潛在能量?jī)?chǔ)存數(shù)月或數(shù)年
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