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國內外活動 News Releases
發布日期:2020.12.08
新興跨季儲能材料登場,可有效儲存太陽熱能四個月
新興跨季儲能材料登場,可有效儲存太陽熱能四個月

最近英國科學團隊研發一種新型儲熱晶體材料,不僅可以在室溫環境下儲存四個月以上的太陽熱能,還能依照需求釋放熱能,有鑑於這款材料能長時間儲熱,團隊認為它會是將來冬季禦寒大作戰的潛在幫手。

英國蘭卡斯特大學研發的材料主要是基於多孔材料界新秀:金屬有機框架材料(metal-organic framework,MOF),它是由無機金屬與有機配位體自組裝形成的碳基 3D 架構,具多孔性質與高比表面積,可以吸收大量的氣體、又或是結合其他小分子製成複合材料,因此不同的組成材料更會有不同的物理或化學性質。

其中團隊著手研究的 MOF 材料裡面就塞滿滿的偶氮苯(azobenzene),團隊指出,偶氮苯化合物具有優異的捕獲光性能,可以當作 MOF 的「分子機器(molecular machine)」,也就是開關,當接收到光與熱等外部刺激的時候,就可以改變形狀。

透過實驗,若材料暴露在紫外線燈下,MOF 其中的偶氮苯會讓材料內部變成應變結構(strained configuration),這有點類似彈簧的彈性位能、也是透過形變來儲存能量,團隊指出,縮小的 MOF 孔也能捕獲偶氮苯分子,能長時間儲存熱能,若要進行「開關」動作,也只要施加外部熱能即可。

蘭開斯特大學材料化學高級講師兼計畫主持人 John Griffin 表示,它有點類似相變材料,可以當作電熱水袋暖手用,差別在於不用充電、只要照光即可獲得能量,因此無論是在儲熱還是釋放熱能時,都不會有能量損失,盼未來隨著進一步研究,可以製造儲存其他能量的材料。

進一步測試顯示,該材料能夠存儲至少四個月的能量,遠比其他光敏材料的幾小時、幾天還要更久,能應用在跨季儲熱技術,除此之外,由於 MOF 材料並非液體燃料,穩定性更高且能再開發成塗層或是獨立設備,應用範圍也更廣了些。

團隊認為該材料能應用在偏鄉或遠離電網的加熱系統,又或是變成住家與辦公室的環保供暖選項,至於要如何加熱,可以試試塗在建築外牆、汽車擋風玻璃等,變成另一種居家旅行必備良伴。

資料來源:科技新報