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大連化物所開發(fā)出可作為太陽能光熱燃料的時(shí)空相變材料
發(fā)布者:Catherine | 來源:中國(guó)科學(xué)報(bào) | 1評(píng)論 | 3864查看 | 2024-03-14 11:11:05    

太陽能是地球上最豐富的可再生清潔能源,但其廣泛應(yīng)用受到間歇性、天氣、地域等因素的限制。


近日,中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員史全團(tuán)隊(duì)基于化學(xué)熱力學(xué)原理與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),在前期時(shí)空相變材料研究基礎(chǔ)上,通過調(diào)控相變熱力學(xué)行為與引入光熱轉(zhuǎn)化單元,開發(fā)了一種具有熱能長(zhǎng)期儲(chǔ)存與可控釋放且兼具光熱轉(zhuǎn)化功能的赤蘚糖醇基時(shí)空相變材料,可作為一種新型的太陽能光熱燃料。相關(guān)成果發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上。


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太陽能光熱燃料可以將太陽光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能進(jìn)行長(zhǎng)期存儲(chǔ),并可在需要時(shí)通過特定方式誘導(dǎo)該能量以熱能的形式釋放,是近年來太陽能熱利用技術(shù)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。然而,當(dāng)前對(duì)太陽能光熱燃料的研究主要集中在具有不同分子構(gòu)象能量差的分子基材料上,在實(shí)際規(guī)?;瘧?yīng)用中面臨著諸多挑戰(zhàn)。


在前期研究的基礎(chǔ)上,團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種具有光熱轉(zhuǎn)化功能的赤蘚糖醇基復(fù)合相變材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,引入光熱轉(zhuǎn)化單元后,該復(fù)合相變材料展現(xiàn)出優(yōu)異的光熱轉(zhuǎn)化特性,經(jīng)同一光源相同時(shí)長(zhǎng)的光照后能達(dá)到的最高溫度,將從48°C提升至97°C,實(shí)現(xiàn)了太陽能向熱能的轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ)。此外,該復(fù)合相變材料能夠在室溫條件下穩(wěn)定存儲(chǔ)熱能一個(gè)月以上,隨后可通過簡(jiǎn)單的熱誘導(dǎo)或機(jī)械觸發(fā)的方式釋放出儲(chǔ)存的潛熱。


該復(fù)合相變材料制備方法簡(jiǎn)單、原料廉價(jià)易得、儲(chǔ)熱性能穩(wěn)定,尤其在可見光波段具備光熱轉(zhuǎn)化能力,有望實(shí)現(xiàn)材料規(guī)?;苽渑c技術(shù)應(yīng)用。本工作為時(shí)空相變材料的應(yīng)用及太陽能熱利用技術(shù)的發(fā)展提供了新方向。


相關(guān)論文信息:https://doi.org/10.1002/anie.202400759

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