《吸附热转化和储存的新材料》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: pengh
  • 发布时间:2017-07-27
  • 目前材料科学领域的巨大进步提供了大量的新型吸附剂,这些吸附剂可用于低温热源的转化和储存,例如可再生热源。本文综述了近年来该领域的发展趋势和成果。我们考虑了铝酸盐的去除、铝磷酸酯的进一步发展、多孔宿主的复合盐和金属有机框架的可能优化,目前正受到科学关注的最大份额。特别关注这些材料的化学纳米裁剪和可调吸附行为,以满足适当的热转换周期的要求。我们希望这篇综述将对研究热转化和存储的新型吸附剂的目标导向研究产生新的影响。

相关报告
  • 《新材料可将太阳能储存数月甚至数年》

    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2020-12-21
    • 如果人类想在利用可再生能源方面做得更好,科学家们就必须在寻找有效的能量存储方式上更加努力。据最新一期《材料化学》杂志报道,英国科学家已经确定了一种可将太阳能存储数月乃至数年的特殊材料——金属有机框架(MOF)材料。 英国兰开斯特大学研究人员表示,这种材料的功能有点像用于暖手器供热的相变材料。但是,MOF的好处是它可以直接从太阳中捕获免费能源。 在MOF中,碳基分子通过连接金属离子形成结构。至关重要的是,MOF是多孔的,因此它们可与其他小分子形成复合材料。通过添加吸收光的化合物偶氮苯分子,最终形成的复合材料能在室温下将吸收的紫外线能量储存至少四个月,然后再释放出来。这是对目前大多数光响应材料所实现的能存储几天或几周能量的重大突破。 偶氮苯作为光开关——一种分子机器,可对外部刺激(例如光或热)作出响应。在紫外线的作用下,分子在MOF孔框架中停留的同时改变形状,有效地存储了能量。向复合MOF材料施加热量会触发能量的快速释放,该能量本身会散发出热量,然后可潜在地用于加热其他材料或设备。 研究人员表示,尽管过去的研究也关注将太阳能存储在光电开关中,但通常需要将其保存在液体中。转换为MOF复合固体意味着该系统更易于装配且化学稳定性也更高。该材料没有移动或电子部件,因此在存储和释放太阳能方面也不会损失。 测试表明该材料一次可以保持数月的能量,但材料的能量密度却相对较低。不过,可对本研究中使用的设置进行调整来改善结果。 研究人员称,尽管该材料仍需做一些改进才能使其在商业上可行,但最终可用于为汽车挡风玻璃除冰,或为家庭和办公室提供额外的热量。像这样的光电开关在数据存储和药物输送中也有潜在的应用。随着技术进一步的发展,有望制造出能够存储更多能量的其他材料,从而带来另一种经济高效且可靠的能量存储方式。
  • 《Nature Reviews Materials:介孔材料在能源转化与储存中的应用》

    • 来源专题:海西院结构化学领域监测服务
    • 编译者:fjirsmyc
    • 发布时间:2016-05-20
    • 随着能源需求的不断扩大,合理利用低碳新能源已迫在眉睫。发展新材料来提高能源转化与储存系统的效率,其重要性不言而喻。介孔材料,由于其高的比表面积、大的孔体积、纳米尺度孔道和骨架结构等优异特性,在提高器件的能量和功率密度、使用寿命和稳定性等方面,大有可为。 近日,复旦大学赵东元教授课题组与美国西北太平洋国家实验室(PNNL)刘俊教授合作,应邀为今年新推出的《自然综述·材料》期刊撰写论文“Mesoporous materials for energy conversion and storage devices”,介绍介孔材料在能源转化与储存中的应用(Nature Reviews Materials, 2016, DOI: 10.1038/natrevmats.2016.23)。 文章系统总结了介孔材料的制备方法,包括:软模板、硬模板、多模板、原位模板、无模板和基于网状化学的合成法。综述了介孔材料作为电极或催化剂在能源转化与储存器件中的应用最新进展,尤其聚焦在太阳能电池(染料敏化太阳能电池和钙钛矿型太阳能电池)、太阳能转化燃料、可充电电池(锂电池、锂硫电池和锂空气电池)、超级电容器和燃料电池等方面。深入探讨了介孔材料作为电极或催化剂的优缺点,以及调变该类材料电子和纳米结构、活性、稳定性等策略和方法。最后展望了介孔材料在低碳新能源领域的机遇和挑战。 (来源:复旦大学化学系)