MIT研究新型化學材料 自由提供能量

加拿大都市网

 

■麻省理工博士後Grace Han手持一種可以作為熱電池的新型化合物。互聯網

本報訊

美國麻省理工學員的科學家們正在開發一種新型化學複合材料,它能夠吸收來自太陽或其他來源的熱能、將之存儲一段時間,然後在暴露於光的情況下、以受控的方式將能量釋放。

隨着神經科學的快速發展,腦機接口成投資風口,能夠「讀取」人腦活動和將「神經信息」寫入大腦的設備。

這種相變材料由脂肪酸和有機化合物混制而成,有望在未來某天為發展中國家的人們儲存和提供能源。這項技術可以運用到類似太陽灶的設備上,在白天吸收太陽能,並在夜間釋放。
科學家和工程師們對相變材料的潛在應用很有興趣,當它們從固態變為液態的時候,可以吸收或釋放大量的熱能(反之亦然)。這項技術能夠用於調節建築的熱量、打造「熱電池」、甚至在開車上班的路途中讓咖啡保持熱度。
使用相變材料作為熱源的原理很簡單,比如冰塊從固態變為液態水的過程中,就需要吸收一定的熱量。這也是在某個異常溫暖的日子,雪也不會突然融化;以及為什麼放在冰箱里的冰塊,比不鏽鋼方塊更能冷卻飲料的原因之一。
與蠟、脂肪酸、熔融鹽一樣,相變材料的難處在於如何處在一個合理的溫度下改變其相位、長時間保持液態、以及根據需要來釋放熱量。第二種材料需要厚隔離,第三種則需要可在輕微加熱、或者接觸催化劑時釋放能量的相變材料。
由麻省理工博士後Grace Han和Huashan Li、以及Jeffrey Grossman教授帶領的這項研究,本質上還是引入了小分子來充當相變轉換時的光電觸發物(這裡用的是十三脂肪酸、偶氮苯摻雜劑和十三酯組成的混合物)。
這種混合材料可在被加熱時液化,但當暴露於紫外線之下的時候,即使冷卻下來,它依然可以是液態。這意味着大部分熱量都在鎖在了這種化合物中(每克約200焦耳),這對有機相變材料來說已經很不錯了。而用另一束光,又可以觸發脂肪酸和相變材料的固化並釋放能量。研究人員稱,這種特性,讓它很適合作為一種按需釋放熱量的「化學熱電池」、能夠將熱量儲存10個小時以上、而且還有改進的空間。
目前,麻省理工的這種相變材料還處於概念驗證階段,但它已經能夠應對10℃(18℉)的溫度變化。其不僅能夠在太陽能炊具中發揮作用,也能夠用於乾燥穀物、或回收工廠或車輛的廢熱,以供後續使用。

share to wechat

延伸阅读

延伸阅读

联邦政府扩大税务局审计权 这些一定要知道!

Anker超薄4端口集线器 打6折仅售11.99

限今天!Saucony Endorphin Speed 3跑鞋一律$124.98

花粉季到啦!Reactine抗敏药一律7.5折!