新材料储存数月能量，供应能量之需

文／陈根

在化石燃料转向可再生能源来应对气候变化的趋势下，对新能源获取和储存方式的需求变得越来越重要。

基于此，兰卡斯特大学的研究人员开发出了一种新材料，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。

具体来说，这是研究人员在研究一种晶体材料时发现的，这种材料是基于一种“金属有机框架”（MOF）。它们由一个由碳基分子连接的金属离子网络组成，形成三维结构。MOFs的一个关键特性是它们为多孔材料，这意味着，它们可以通过在其结构中容纳其他小分子而形成复合材料。

兰开斯特的研究小组着手研究MOF复合材料是否可以用来储存能量，而在此之前，这种复合材料曾由日本京都大学的一个研究小组研究，被称为“DMOF1”。

在进一步研究中，研究人员表示，MOF孔中充满了偶氮苯分子——一种强烈吸收光的化合物。这些分子起着光开关的作用，是一种“分子机器”，当外界刺激（如光或热）作用时，它可以改变形状。

在实验中，研究人员将这种材料暴露在紫外线下，这会导致偶氮苯分子在MOF孔内的形状发生变化，形成一种应变结构。这个过程储存能量的方式与弯曲弹簧的势能相似。重要的是，狭窄的MOF孔将偶氮苯分子困在应变形状，这意味着在室温下势能可以长期储存。

显然，这种类型的材料可以提供令人兴奋的潜力，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。

其研究结果发表在《材料化学》上。