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2020-12-03 17:12 |
研究人员开发可被光激活的新材料 将潜在能量储存数月或数年
据外媒New Atlas报道，兰卡斯特大学的研究人员开发出了一种新材料，它可以将能量储存数月，甚至可能是数年。这种材料可以被光激活，然后在需要时以热能的形式释放储存的能量。 v]y=+* A
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该团队从金属有机框架(MOFs)入手，这种材料以多孔著称，因此具有极高的表面积。这反过来又使它们能够吸附大量的分子，使它们成为海水淡化或过滤水、从空气中捕获二氧化碳或在体内输送药物的理想材料。 ` >[Offhd
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对于这项新研究，兰卡斯特大学的研究人员测试了MOFs可能能够储存能量的能力。他们从一种被称为DMOF1的材料版本开始，并在其孔隙中加载偶氮苯分子。这种化合物对光的吸收能力很强，这会使其分子发生物理形状变化。 4o<'
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当材料暴露在紫外线下时，偶氮苯分子会弯曲形状，通常情况下，只要关了灯，它们就会反弹回来。但在这种情况下，微小的MOF孔隙让它们一直卡在这种形状中，以类似压缩弹簧的方式储存它们的势能。 aSIoq}c(
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当需要回收这些能量的时候，材料会被加热一下。这时，它很快就会把储存的能量以热量的形式释放出来。重要的是，释放出的热量比 “触发 ”的热量要高得多，所以它是一个净收益。因为这是一种机械效应，所以它不需要外部动力来储存能量，而且可以在室温下长时间进行。在研究中，这种储能方式持续了整个4个月的实验期，研究人员估计，它的储能保质期应该长达4.5年。 HjY! ]!4p
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“这种材料的功能有点像相变材料，相变材料是用来给暖手器提供热量的，”该研究的联合首席研究员John Griffin说。“然而，虽然暖手宝需要加热才能充电，但这种材料的好处是它直接从太阳中捕捉‘免费’能量。它也没有移动或电子部件，因此在储存和释放太阳能的过程中不存在任何损失。我们希望，随着进一步的发展，我们能够制造出其他的材料，它能够储存更多的能量。” Fi KG B\_]
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该团队表示，在目前的形式下，该材料的能量密度相当低，但未来的工作将集中在改善这一问题上。最终，这种材料可以用来在白天从太阳中捕捉能量，在夜间释放热量，或者储存夏季能量供冬季使用。它可能会成为一种有用的涂层，以帮助加热建筑物，或在寒冷的冬季早晨快速为窗户和挡风玻璃除冰。 7n7UL0Oc1
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该研究发表在《材料化学》杂志上。 \f' =
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相关链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.0c02708
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