Vật liệu tăng thời gian lưu trữ năng lượng mặt trời [HOT]





Vật liệu tăng thời gian lưu trữ năng lượng mặt trời [HOT]

Vật liệu khung xương bằng kim loại khi kết hợp với các phân tử azobenzene có thể lưu trữ năng lượng mặt trời ít nhất 4 tháng. Ảnh: Futurism.

Để tìm ra cách tích trữ năng lượng hiệu quả, các nhà khoa học từ Đại học Lancaster, Vương quốc Anh đã phát triển một loại vật liệu khung kim loại-cơ học (MOF) có thể thu năng lượng trực tiếp từ mặt trời, lưu trữ trong nhiều tháng, nhiều năm.

Bên trong vật liệu MOF là các phân tử gốc carbon, tạo nên cấu trúc bằng cách kết nối các ion kim loại. Khi kết hợp với các phân tử nhỏ khác, vật liệu khung cơ điện tử có thể tạo thành vật liệu tổng hợp. Do đó, các phân tử hợp chất azobenzene (có khả năng hấp thụ ánh sáng mạnh) đã được nhóm nghiên cứu kết hợp với MOFs để tạo ra một loại vật liệu tổng hợp có thể lưu trữ năng lượng trong ít nhất bốn tháng trước khi giải phóng nó.

Phân tử azobenzene được đặt trong khung nguyên liệu MOF. Trong các thử nghiệm, dưới tác động của tia cực tím, các phân tử dễ dàng thay đổi hình dạng thành hình dạng uốn cong trong MOF. Khung MOF có kích thước hẹp giữ nguyên tố azobenzene ở trạng thái này. Cấu trúc này giúp máy có thể tích trữ năng lượng trong thời gian dài ở nhiệt độ thường.

Việc lưu trữ năng lượng mặt trời trong bộ chuyển đổi quang điện đã được nghiên cứu trong nhiều năm, nhưng hầu hết yêu cầu bộ chuyển đổi quang điện phải ở dạng lỏng. Hỗn hợp MOF là chất rắn, không phải nhiên liệu lỏng nên có ưu điểm là ổn định hóa học và dễ bảo quản vật chất. Điều này giúp dễ dàng phát triển thành công các lớp phủ hoặc các thiết bị độc lập có chức năng phủ.

Trưởng nhóm nghiên cứu, Tiến sĩ John Griffin, cho biết: “Mặc dù kết quả khả quan này chứng tỏ khả năng lưu trữ năng lượng của vật liệu MOF trong thời gian dài, nhưng mật độ năng lượng còn khiêm tốn. Do đó, bước tiếp theo nhóm nghiên cứu là nghiên cứu cấu trúc MOF để tối ưu hóa mức tích trữ năng lượng của loại vật liệu này. John cho biết: “Ban đầu, vật liệu này được sử dụng để làm tan băng trên kính chắn gió ô tô hoặc tích hợp trong các thiết bị sưởi ấm trong phòng.

Nguyên Xuân (Theo CNN)