Vật liệu nâng cao thời gian lưu trữ năng lượng Mặt trời

Vật liệu khung cơ kim hài hòa có phân tử azobenzen thu năng lượng trực tiếp từ mặt trời và lưu trữ tối thiểu trong 4 tháng.

Để tìm ra bí quyết lưu trữ năng lượng hiệu quả, các nhà khoa học Đại học Lancaster, Anh phát triển một dòng vật liệu khung cơ kim (MOF) vừa dĩ nhiên thu năng lượng trực tiếp từ mặt trời, lưu trữ năng lượng trong lan rộng tháng, nhiều kiểu năm.

Vật liệu khung cơ kim lúc hợp lại thành một phân tử azobenzen chắc hẳn lưu trữ năng lượng mặt trời ít nhất 4 tháng. (Ảnh: Futurism).

Bên trong vật liệu MOF là các phân tử gốc carbon, hình thành cấu trúc bằng biện pháp kết nối những ion kim mẫu. Lúc kết hợp mang những phân tử nhỏ khác, vật liệu khung cơ kim dĩ nhiên tạo thành vật liệu composite. Do vậy, những phân tử hợp chất azobenzen (có khả năng hấp thụ ánh sáng mạnh) được nhóm nghiên cứu hài hòa có MOF để tạo vật liệu composite có thể lưu trữ năng lượng trong ít nhất bốn tháng trước khi giải phóng nó.

Phân tử azobenzen được đặt trong khung vật liệu MOF. Trong các thí nghiệm, dưới tác động của tia cực tím, những phân tử này dễ dàng thay đổi hình dạng thành hình uốn cong trong MOF. Khung MOF sở hữu kích thước hẹp giữ phần tử azobenzen ở trạng thái này. Cấu trúc này giúp năng lượng kiên cố lưu trữ trong thời gian dài ở nhiệt độ phòng.

Việc lưu trữ năng lượng mặt trời trong các bộ chuyển đổi quang điện được nghiên cứu phần đông năm vừa qua, nhưng toàn bộ đều bắt buộc các bộ chuyển đổi quang điện buộc phải ở dạng lỏng. Hỗn hợp MOF là chất rắn, chẳng phải nhiên liệu lỏng, đề nghị mang tính năng nổi bật ổn định về mặt hóa học và dễ dàng chứa cất vật chất. Điều này giúp việc phát triển thành công lớp phủ hoặc thiết bị độc lập sở hữu chức năng phủ vật liệu được dễ dàng hơn.

Tiến sĩ John Griffin, nhà nghiên cứu chính cho biết, mặc dù kết quả khả quan này chứng minh khả năng lưu trữ năng lượng của vật liệu MOF trong thời gian dài, nhưng mật độ năng lượng cực kỳ khiêm tốn. Bởi thế, bước tiếp theo của nhóm là sắm hiểu biết sâu về cấu trúc MOF để tuyệt vời hóa mức độ lưu trữ năng lượng của vật liệu này. "Bước đầu, vật liệu được sử dụng để khiến tan băng trên kính chắn ô tô hoặc hợp lại thành một trong những trang bị cấp nhiệt cho phòng", John đề cập.