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天大設(shè)計(jì)出光敏分子/納米模板復(fù)合結(jié)構(gòu)

? ? ?日前,天津大學(xué)封偉教授帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出國際首個光敏分子/納米模板復(fù)合結(jié)構(gòu),并制備全新的單枝/雙枝偶氮苯分子共價接枝石墨烯雜化材料,突破了分子級光熱能存儲與可控釋放的難題,為未來太陽能的高能、長效存儲與轉(zhuǎn)化提供了重要的材料基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)方向。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于材料化學(xué)領(lǐng)域頂級期刊《材料化學(xué)雜志》上。光熱直接轉(zhuǎn)換與存儲技術(shù)是顛覆傳統(tǒng)能源利用方式,提供清潔穩(wěn)定能源的一種新技術(shù),其中分子級化學(xué)儲熱材料是科學(xué)家們研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。封偉團(tuán)隊(duì)制備的偶氮苯/石墨烯雜化材料是一種全新的、可直接進(jìn)行“光能存儲——熱能釋放”的分子級化學(xué)儲熱材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,偶氮苯/石墨烯雜化材料的儲熱密度達(dá)到138Wh/kg,是現(xiàn)有該類材料儲熱密度2—3倍,為國際報道的最高值。該材料具有突出的光儲熱循環(huán)特性和光可控釋放特性,能實(shí)現(xiàn)50次的光儲熱循環(huán),相當(dāng)于可連續(xù)使用4.5年。如何實(shí)現(xiàn)光可控能量釋放?封偉介紹,我們把偶氮苯接枝在石墨烯上,相當(dāng)于給石墨烯安裝了一個“光開關(guān)”。石墨烯借助“眼睛”偶氮苯,不僅能“看見”光還能接受光的調(diào)控,“聽話”地吸收并儲存光能,以熱能形式釋放。

封偉說,目前,他們正在進(jìn)一步優(yōu)化光儲熱材料的分子結(jié)構(gòu),并構(gòu)建分子級光儲熱器件。未來這樣的器件可為航空航天、汽車、自適應(yīng)保溫服等需要熱能與溫控的系統(tǒng)提供熱能輸出,提高能源供給效率。

來源:科技日報

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