这是研究人员在2022年创造的基于薄膜的分子太阳能热(MOST)系统的一个例子
一项由德国几所大学开展的为期四年的研究项目正在探索分子太阳能热(MOST)储能中涉及的分子释放。他们计划修改这些分子,以达到储能技术的最佳性能。由法兰克福大学(Goethe University Frankfurt)领导的一个德国研究小组正在对MOST储能进行研究。
这种储能技术仍处于起步阶段,它被描述为一种类似于热电池的存储太阳能的方法,但包含大量合成的分子。
Formost研究项目将从2023年持续到2027年,研究大多数分子中能量储存和释放的机制。
大多数分子在与阳光接触时发生结构变化,这一过程被称为光诱导反应。这种结构变化使分子在光的影响下吸收能量,这些能量可以在分子具有开关功能时再次释放,这导致它们被称为光开关。
在Formost项目中,研究人员正在研究三种类型的光开关:降冰片二烯类(norbornadienes)、氮杂硼烷类(azaborines)和偶氮苯类(azobenzenes)。
法兰克福大学在一份新闻稿中说:“当暴露在光线下时,这三种物质都从基态切换到更高的能量存储状态,从而改变了它们的分子结构,在某些情况下还改变了它们的颜色。”
研究已经表明,这些大多数主要由碳、氧、氮和氢组成的分子有几个优点。
参与该项目的Wachtveitl小组负责人Josef Wachtveitl解释说:“所有的步骤——转换、储存和释放能量——都统一在一个分子中。”
研究人员发现,MOST储能系统在直接比较中优于传统的太阳能储能系统。这些分子必须被激活才能释放热量,从而使能量能够按需输送。该系统的储存、转换和释放过程完全是二氧化碳中性的,可以根据需要储存热量数周或数月。
Wachtveitl说:“MOST为我们储存太阳能热能提供了更大的灵活性。他补充说,由于所有的过程都发生在单个分子内,大多数储热系统可以安装在任何地方,从而不需要大型生产工厂。”
Formost项目的工作将继续进行,研究人员将对分子进行修改,以获得MOST储能的最佳性能。这将包括修改光开关,使其能够吸收可见光,因为它们目前倾向于只吸收与可见光相邻的紫外线范围内的光,并评估光开关中的电荷过程。
Formost项目是法兰克福大学与德国宾根、吉森、海德堡和埃尔兰根的大学合作的项目。
(素材来自:Goethe University Frankfurt 全球储能网、新能源网综合) |