科学家发明存储热能的“电池” 可按需求释放热能
发布日期：2017/11/28
麻省理工学院的科学家们新研发了一种化学合成材料，可以从太阳和其它来源吸收热能、储存热能，并在光照下按需释放热能。这种相变材料（PCM）由脂肪酸和有机化合物混合而来，未来可应用于太阳能厨灶，在白天吸收太阳热能，夜晚则在一定条件下释放热能。
相变材料最吸引科学家和工程师的地方，在于其应用范围极广，这种材料可在固液态相互转换的过程中，吸收或释放大量热能。这种材料已经用于研发建筑物控温、“热能电池”，甚至可以用在上班途中保温你的咖啡。
用相变材料消耗热能的原理非常简单。举个例子，冰融化的时候，一般要消耗大量热能才能变为液体。因此在稍温暖的日子里，雪也不会很快融化；冰镇饮料时，冰块要比冷藏箱里的不锈钢容器来得高效。
研究的难点，在于让蜡、脂肪酸、熔融盐这类相变材料，在一定温度下改变它们的性状，长时间保持液态，并按需求释放热能。要长时间保持液态，就需要隔热；要按需释放热能，就需要一种对催化剂十分敏感的相变材料。然而一般而言，一旦相变材料开始释放热能，很快就会从固态变为液态。
由博士后Grace Han、Huashan Li和Jeffrey Grossman教授带队的研究团队，将小分子当做光触发物引入了传统相变材料中。在研究中，他们将脂肪酸十三酸与偶氮苯掺杂剂、十三酸甲酯酯基混合。
这种混合材料加热即液化，但当其暴露在紫外线下时，即使再次冷却下来，也还能维持液态。这种材料的大部分热能，都能以每克200焦耳的量存储起来，这在有机相变材料中，算储存能力较强的。而当其暴露在另一种光线下时，就会固化，释放热能。
也就是说，这种材料可用作化学热能“电池”，可按需释放和存储能量。另外，这种相变材料可以存储热能长达10小时，研究人员认为这一时间还能延长。
虽然这种相变材料可以适应变化区间为10℃的温度，但目前它还处于概念验证阶段。未来，这种材料可能不止应用于太阳能炊具，还可用于烘干，甚至存储工厂、汽车制造的热能，在需要时再释放。
来源：腾讯数码
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