美国麻省理工学院(MIT)副教授Jeffrey Grossman的研发小组开发出了“太阳能燃料(solar thermal fuels)”。太阳能电池是将光转为电力,而新材料会在阳光照射后蓄能,在毫无损失的情况下长期保存,然后根据需求进行散热。在蓄能状态下对其进行一定的加热后,会快速释放出最大620K(约347℃)的热。即使反复照射阳光及散热,特性也不会劣化。“可用其制作热能充电电池”(Grossman)。Grossman在2010年利用基于金属钌(Ru)的材料,开发出了具有同样功能的材料,但此次没有使用稀有金属。
该材料名为偶氮色素,是偶氮苯在碳纳米管(CNT)周围高密度结合后形成的化合物(图1)。偶氮苯在照射阳光后,形状会从反式体变化成顺式体来蓄能。相反,对顺式体进行轻微加热后,积蓄的能量会以热的形式快速释放。
此次通过将偶氮苯与CNT结合使用,单个偶氮苯的发热量(ΔH)可增至2倍以上,体积能量密度可增至7.6倍,达到690Wh/L。“按照目标配置使偶氮苯与CNT结合的技术也有了眉目”(Grossman)。(记者:野泽 哲生)
图1:通过利用CNT提高体积能量密度
比较偶氮苯单体(a)与CNT+偶氮苯(b)的光异构化反应。(b)的发热量(ΔH )是单个偶氮苯(a)时的2倍以上。整个材料的体积能量密度增至(a)的7.6倍。图:本站根据Grossman的资料制作。
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