【碳納米管可以存儲太陽能】

江南布衣

【碳納米管可以存儲太陽能】

 

 

孫尋

 

在美國麻省理工學院（MIT）的研究人員設計了一個新的太陽能熱利用的燃料，可以存儲多達 10,000倍以上的能源，比以前的系統。

 

燃料，已使用計算化學研究，但尚未完全在實驗室中進行測試，包括與偶氮苯修飾的碳納米管（CNTs）。

 

它預計將提供鋰離子電池的單位體積相同的能量存儲，並可以幾乎無限期儲存太陽能。

 

也可以通過簡單地暴露在陽光下充電 - 沒有電。

 

太陽能熱利用燃料的工作儲存能量從太陽中分子的化學鍵。

 

例如，一個典型的燃料，也就是說，它的基態分子吸收太陽光。

 

這種吸收光線變換到狀態 B的狀態，在這裡，只有分子的變化，沒有化學反應的幾何形狀發生。

 

這種分子說成是“照片切換”。

 

這種分子不太穩定，狀態B，因為它具有更高的能量 。

 

這種能量和分子的能量狀態之間的區別，一個是存儲的能量，或 Δ H。

 

儘管分子更加穩定，在A國，一旦在B狀態，它可以留到有“扳機”提供足夠的能量，它克服了這兩個國家之間的能源障礙。

 

 

按需熱

當觸發-可在熱，光或電壓的形式-應用，分子開關回到狀態A和儲存的能量作為熱量釋放 。

 

“因此，我們可以存儲的能量等於Δ H％在太陽能熱利用燃料分子，然後訪問作為熱能，並在需要的地方，“解釋團隊成員Alexie Kolpak和杰弗裡格羅斯曼。

 

“例如，熱量可以直接使用-燒開水，例如-或發電”

 

後釋放的熱量是，太陽能熱利用燃料可以很容易地暴露在陽光下充電。

 

原則上，可以無限重複整個週期沒有任何性能損失。

 

偶氮苯偶氮苯/碳納米管在混合動力系統在麻省理工學院的研究，是存儲和釋放能量的分子。

 

CNT的行為偶氮苯分子，使分子的相互作用，使彼此密切聯繫的。

 

“這種互動開闢了一個全新的化學空間調整階段，兩個國家 A和B以及它們之間的反應能壘的相對能量，解釋說：”

 

Kolpak。“通過利用這些額外的自由，一個高得多的能量存儲容量和一個較長的儲存壽命度的偶氮苯系統可以設計成”。

 

他認為，這可能也持有一些其他知名的發色團，如偶氮苯，吸收光線的化學結構的真實。

 

 

高能量密度

雖然許多太陽能熱利用燃料的發展在20世紀70年代和80年代，他們降級每個週期相當快。

 

目前，只有一個是太陽能熱利用燃料，可多次循環，而不會降低，除了Kolpak和Grossman創建新的，但它是基於釕，這是稀有和昂貴。

 

更重要的是，這種燃料體積能量密度是非常低的偶氮苯/碳納米管，其中有一個價值10,000的對比。

 

“這個值是與鋰離子電池，和足夠高，我們要切實設想我們在現實世界中的應用太陽能熱燃油，”

 

Kolpak 告訴 physicsworld.com 。“燃料也有許多其他優勢，如排放自由和輕鬆充電-你不需要在靠近一個充電的電力來源。 “

 

該小組還剛剛起步及其化合物的合成和測試，並表示，它很快就會在麻省理工學院工作與其他幾個組開始開發的原型設備。

 

“我們還繼續使用第一原理計算，以幫助我們設計其他新穎的太陽能光熱燃料”，揭示Kolpak。基於相同的概念相結合已知的照片切換分子與納米模板，以提高他們的屬性的多個系統，“我們感到特別興奮。”

 

研究人員承認，仍然有許多要克服的挑戰之前，他們甚至可以考慮這樣的技術商品化。

 

在科學方面，他們需要開發的混合納米結構為基礎的燃料和其在水和其他溶劑中的溶解度的幾何形狀之間的關係的一個基本的了解，然後設計和優化結構，仍具有較高的能量密度高度可溶性，熱斯塔比爾和騎自行車的好。

 

“在實驗方面，我們需要做的第一件事情是適應的合成方法，使我們可以將大量的每碳納米管的光電開關分子，或其他的'模板'分子，產生所需的屬性，補充說：”

 

Kolpak。“最後，我們必須找到如何把太陽能熱利用的燃料，與現有技術或設計新穎，價格低廉的新設備。”

 

這項工作是納米快報報導。

 

關於作者

百麗Dumé是特約編輯到 nanotechweb.org

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/46620