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

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

Để tậu ra phương pháp lưu trữ năng lượng hiệu quả, những nhà công nghệ Đại học Lancaster, Anh tăng trưởng 1 dòng vật liệu khung cơ kim (MOF) vừa chắc chắn thu năng lượng trực tiếp từ mặt trời, lưu trữ năng lượng trong phổ thông tháng, nhiều năm.

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

Bên trong vật liệu MOF là những phân tử gốc carbon, hình thành cấu trúc bằng cách kết nối các ion kim cái. Khi tích hợp với các phân tử nhỏ khác, vật liệu khung cơ kim chắc hẳn tạo thành vật liệu composite. Vậy nên, các phân tử hợp chất azobenzen (có khả năng hấp thụ ánh sáng mạnh) được nhóm nghiên cứu hài hòa sở hữu MOF để tạo vật liệu composite cứng cáp lưu trữ năng lượng trong ít nhất bốn tháng trước lúc giải phóng nó.

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

Việc lưu trữ năng lượng mặt trời trong những bộ chuyển đổi quang điện được nghiên cứu phổ biến năm mới đây, nhưng chủ yếu đều bắt buộc các bộ chuyển đổi quang điện đề nghị ở dạng lỏng. Hỗn hợp MOF là chất rắn, không hề nhiên liệu lỏng, nên mang nổi trội hơn ổn định về mặt hóa học và dễ dàng cất đựng vật chất. Điều này giúp việc trở nên công lớp phủ hoặc máy độc lập mang 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 vô cùng khiêm tốn. Do đó, bước tiếp theo của nhóm là mua hiểu sâu về cấu trúc MOF để thông minh hóa mức độ lưu trữ năng lượng của vật liệu này. "Bước đầu, vật liệu được dùng để khiến tan băng trên kính chắn ô tô hoặc tích hợp trong các trang bị cấp nhiệt cho phòng", John nhắc.