最新發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新
日前，天津大學封偉教授帶領(lǐng)的科研團隊設(shè)計出國際首個光敏分子/納米模板復合結(jié)構(gòu)，并制備全新的單枝/雙枝偶氮苯分子共價接枝石墨烯雜化材料，突破了分子級光熱能存儲與可控釋放的難題，為未來太陽能的高能、長效存儲與轉(zhuǎn)化提供了重要的材料基礎(chǔ)和設(shè)計方向。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于材料化學領(lǐng)域頂級期刊《材料化學雜志》上。
光熱直接轉(zhuǎn)換與存儲技術(shù)是顛覆傳統(tǒng)能源利用方式，提供清潔穩(wěn)定能源的一種新技術(shù)，其中分子級化學儲熱材料是科學家們研究的熱點和難點。封偉團隊制備的偶氮苯/石墨烯雜化材料是一種全新的、可直接進行“光能存儲——熱能釋放”的分子級化學儲熱材料。實驗結(jié)果表明，偶氮苯/石墨烯雜化材料的儲熱密度達到138Wh/kg，是現(xiàn)有該類材料儲熱密度2—3倍，為國際報道的最高值。
該材料具有突出的光儲熱循環(huán)特性和光可控釋放特性，能實現(xiàn)50次的光儲熱循環(huán)，相當于可連續(xù)使用4.5年。
如何實現(xiàn)光可控能量釋放？封偉介紹，我們把偶氮苯接枝在石墨烯上，相當于給石墨烯安裝了一個“光開關(guān)”。石墨烯借助“眼睛”偶氮苯，不僅能“看見”光還能接受光的調(diào)控，“聽話”地吸收并儲存光能，以熱能形式釋放。
封偉說，目前，他們正在進一步優(yōu)化光儲熱材料的分子結(jié)構(gòu)，并構(gòu)建分子級光儲熱器件。未來這樣的器件可為航空航天、汽車、自適應(yīng)保溫服等需要熱能與溫控的系統(tǒng)提供熱能輸出，提高能源供給效率。
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