最新發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新

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(guó)際首個(gè)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(jià)接枝石墨烯雜化材料，突破了分子級(jí)光熱能存儲(chǔ)與可控釋放的難題，為未來太陽能的高能、長(zhǎng)效存儲(chǔ)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(jí)期刊《材料化學(xué)雜志》上。

光熱直接轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)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(jí)化學(xué)儲(chǔ)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(chǔ)——熱能釋放”的分子級(jí)化學(xué)儲(chǔ)熱材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，偶氮苯/石墨烯雜化材料的儲(chǔ)熱密度達(dá)到138Wh/kg，是現(xiàn)有該類材料儲(chǔ)熱密度2—3倍，為國(guó)際報(bào)道的最高值。

該材料具有突出的光儲(chǔ)熱循環(huán)特性和光可控釋放特性，能實(shí)現(xiàn)50次的光儲(chǔ)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(gè)“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(chǔ)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(chǔ)熱材料的分子結(jié)構(gòu)，并構(gòu)建分子級(jí)光儲(chǔ)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。