據外媒報道,最(zui)近英(ying)國科學(xue)團隊(dui)研發一種新(xin)型儲熱(re)晶體材料,不僅可以在(zai)室溫環境下存儲四個(ge)月以上的太陽熱(re)能,還能依(yi)照需求釋放熱(re)能,有鑒于(yu)這(zhe)款材料能長時間儲熱(re),團隊(dui)認為它會是將來冬(dong)季御寒(han)大(da)作戰的潛在(zai)幫(bang)手。
由(you)英(ying)國蘭開斯特大學(xue)研發(fa)的材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)主要是基于多孔材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)界新秀:金屬有(you)機(ji)(ji)框架(jia)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(metal-organic framework,MOF),它是由(you)無機(ji)(ji)金屬與(yu)(yu)有(you)機(ji)(ji)配位體(ti)自組(zu)裝(zhuang)形成的碳基3D架(jia)構(gou),具多孔性(xing)質與(yu)(yu)高比表面積,可以吸(xi)收大量(liang)的氣體(ti)、又(you)或是結合其他(ta)小分子制成復合材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao),因(yin)此不同的組(zu)成材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)更會有(you)不同的物理或化(hua)學(xue)性(xing)質。
其中團(tuan)隊著手研究的(de)MOF材料里面就塞滿滿的(de)偶氮(dan)苯(ben)(azobenzene),團(tuan)隊指出(chu),偶氮(dan)苯(ben)化(hua)合物(wu)具有(you)優(you)異的(de)捕(bu)獲光性能,可以(yi)當(dang)(dang)作(zuo)MOF的(de)“分子機器(molecular machine)”,也就是開關,當(dang)(dang)接(jie)收到(dao)光與熱等外(wai)部刺激的(de)時候(hou),就可以(yi)改變(bian)形狀(zhuang)。
通(tong)過實驗,若材料暴露在紫外線燈(deng)下,MOF其中的(de)偶氮(dan)苯(ben)(ben)會讓(rang)材料內部變成(cheng)應變結構(strained configuration),這有點類(lei)似彈簧的(de)彈性(xing)位(wei)能(neng)(neng)、也是通(tong)過形變來存儲(chu)能(neng)(neng)量,團(tuan)隊指出,縮小的(de)MOF孔(kong)也能(neng)(neng)捕獲偶氮(dan)苯(ben)(ben)分子,能(neng)(neng)長時間存儲(chu)熱能(neng)(neng),若要進行“開關”動作,也只要施加外部熱能(neng)(neng)即可。
蘭開斯特大學(xue)材料(liao)化(hua)學(xue)高級(ji)講師兼(jian)計劃主持人John Griffin表示,它有點類似相變(bian)材料(liao),可(ke)(ke)以(yi)當作(zuo)電熱(re)水袋暖手用(yong),差別在(zai)于不用(yong)充電、只(zhi)要照光即可(ke)(ke)獲得能(neng)量,因(yin)此無論是在(zai)儲熱(re)還是釋放熱(re)能(neng)時,都(dou)不會(hui)有能(neng)量損失(shi),盼未來隨著進一步研究,可(ke)(ke)以(yi)制造存儲其他能(neng)量的材料(liao)。
進一步測試(shi)顯(xian)示,該材(cai)料能夠存儲(chu)至少(shao)四個月的能量,遠比其他(ta)光敏材(cai)料的幾小(xiao)時(shi)、幾天還要(yao)更久,能應用在跨季儲(chu)熱(re)技術,除(chu)此之外(wai),由于MOF材(cai)料并非液(ye)體燃料,穩定性更高(gao)且(qie)能再開(kai)發成涂層或是獨立設備,應用范(fan)圍(wei)也更廣(guang)了些。
團隊認為(wei)該材料能應用在偏遠地(di)區(qu)或(huo)遠離電網(wang)的(de)加(jia)(jia)熱系統(tong),又或(huo)是(shi)變成住家與辦公室的(de)環保供暖選項,至于要如何加(jia)(jia)熱,可以試試涂在建筑外墻(qiang)、汽車(che)擋風(feng)玻璃等,變成另(ling)一種(zhong)居家旅行必備良(liang)伴。