新晶体材料可以储存太阳能达数月 可用于汽车挡风玻璃

盖世汽车讯 为了应对气候变化，从化石燃料向可再生能源转变，开发获取和储存能源的新方法变得日益重要。据外媒报道，兰开斯特大学（Lancaster University）的研究人员发现，一种晶体材料具有捕获太阳能的特性，并可在室温下将能量储存数月，再根据需要释放热量。

(图片来源：兰开斯特大学)

随着进一步的发展，这类材料将具有可观的应用潜力，比如在夏季捕获太阳能，并将其储存起来，以供冬季使用。对于诸如偏远地区或离网系统中的供暖系统，或作为家庭和办公室的环保型补充供暖，这将非常有价值。它还有可能被制成一种薄薄的涂层，应用于汽车的挡风玻璃或建筑物表面上，在寒冷的冬日清晨，利用所储存的热量来给玻璃除冰。

该材料基于一种“金属有机骨架”(MOF)，由碳基分子连接的金属离子网络组成，形成三维结构。MOF材料的一个关键特性在于多孔性，因此，可以通过在其结构中容纳其他小分子而形成复合材料。

兰开斯特研究小组着手研究一种MOF复合材料是否可以用于储能（该材料此前由日本京都大学的另一个独立研究小组制备，名为“ DMOF1”），相关研究尚属首次。这些MOF材料的孔中充满了偶氮苯分子，这是一种可以大量吸收光的化合物。这些分子就像一种“机器”，在受到外部刺激(如光或热）时，可以改变形状。

在测试中，研究人员将材料暴露在紫外光下，使偶氮苯分子改变形状，在MOF孔内形成一种张力结构。通过这一过程储存能量的方式，有点类似于利用弯曲弹簧的势能。重要的是，狭窄的MOF孔隙将偶氮苯分子困在其应变形状中，因此可以在室温下长期储存能量。当施加外部热量触发其“切换”状态时，能量会再次释放出来，而且释放速度非常快，有点像直线弹回的弹簧，由此提升热量，用于加热设备的其他材料。

进一步测试显示，这种材料可以将能量储存至少4个月，为跨季节储能提供了可能性。这一发现令人兴奋，因为许多光敏材料在数小时或几天内就会恢复本来状态。此往对光调控储存太阳能概念的研究，大多要求在液体中进行光调控。MOF复合材料是固体而不是液体燃料，所以其化学性质稳定，易于控制，使开发涂层或独立设备变得更容易。

联合首席研究员Dr. John Griffin博士表示：“这种材料的优点在于能直接捕获‘免费’太阳能，不需要使用可移动的或电子部件，因此在储存和释放太阳能时不会产生损耗。希望随着进一步发展，我们能制造出储能更高的材料。”

这些发现开辟了新的研究途径，利用光调控概念，可以进一步了解哪些多孔材料具有良好的储能性能。联合研究员Nathan Halcovitch博士表示：“通过我们的研究，可以看到有很多优化材料的方法，或者改变光调控本身，或者改变多孔基质骨架。”