鉅大LARGE | 點擊量：1217次 | 2021年11月13日
科學(xué)家發(fā)明存儲熱能的“電池” 可按需求釋放熱能
麻省理工學(xué)院的科學(xué)家們新研發(fā)了一種化學(xué)合成材料，可以從太陽和其它來源吸收熱能、儲存熱能，并在光照下按需釋放熱能。這種相變材料（PCM）由脂肪酸和有機化合物混合而來，未來可應(yīng)用于太陽能廚灶，在白天吸收太陽熱能，夜晚則在一定條件下釋放熱能。
相變材料最吸引科學(xué)家和工程師的地方，在于其應(yīng)用范圍極廣，這種材料可在固液態(tài)相互轉(zhuǎn)換的過程中，吸收或釋放大量熱能。這種材料已經(jīng)用于研發(fā)建筑物控溫、“熱能電池”，甚至可以用在上班途中保溫你的咖啡。
用相變材料消耗熱能的原理非常簡單。舉個例子，冰融化的時候，一般要消耗大量熱能才能變?yōu)橐后w。因此在稍溫暖的日子里，雪也不會很快融化；冰鎮(zhèn)飲料時，冰塊要比冷藏箱里的不銹鋼容器來得高效。
研究的難點，在于讓蠟、脂肪酸、熔融鹽這類相變材料，在一定溫度下改變它們的性狀，長時間保持液態(tài)，并按需求釋放熱能。要長時間保持液態(tài)，就要隔熱；要按需釋放熱能，就要一種對催化劑十分敏感的相變材料。然而一般而言，一旦相變材料開始釋放熱能，很快就會從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。
由博士后GraceHan、HuashanLi和JeffreyGrossman教授帶隊的研究團隊，將小分子當(dāng)做光觸發(fā)物引入了傳統(tǒng)相變材料中。在研究中，他們將脂肪酸十三酸與偶氮苯摻雜劑、十三酸甲酯酯基混合。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
這種混合材料加熱即液化，但當(dāng)其暴露在紫外線下時，即使再次冷卻下來，也還能維持液態(tài)。這種材料的大部分熱能，都能以每克200焦耳的量存儲起來，這在有機相變材料中，算儲存能力較強的。而當(dāng)其暴露在另一種光線下時，就會固化，釋放熱能。
也就是說，這種材料可用作化學(xué)熱能“電池”，可按需釋放和存儲能量。另外，這種相變材料可以存儲熱能長達10小時，研究人員認為這一時間還能延長。
雖然這種相變材料可以適應(yīng)變化區(qū)間為10℃的溫度，但目前它還處于概念驗證階段。未來，這種材料可能不止應(yīng)用于太陽能炊具，還可用于烘干，甚至存儲廠、汽車制造的熱能，在要時再釋放。
這篇研究已發(fā)表于期刊《NatureCommunications》，有興趣者不妨去一探究竟。
