Aktywowany światłem materiał jest przełomem w przechowywaniu energii

Co ciekawe, materiał może być aktywowany światłem, a następnie uwalniać zebraną energię na życzenie, w formie ciepła. Badacze zaczęli swoje prace od struktur metaloorganicznych (MOF - metal-organic framework), czyli materiałów słynących ze swojej porowatości i co za tym idzie ogromnej powierzchni. To pozwala im trzymać się ogromnej liczby molekuł, czyniąc je świetnymi w odsalania i filtrowaniu wody, przechwytywaniu dwutlenku węgla z powietrza czy dostarczaniu lekarstwa do organizmu. W nowych badaniach naukowcy z Lancaster postanowili pójść krok dalej i sprawdzić, jak MOF poradzi sobie z przechowywaniem energii.

Zespół zaczął od wersji materiału o nazwie DMOF1 i załadował jego pory cząsteczkami azobenzenu, czyli składnika słynącego z fenomenalnych zdolności absorpcji światła, które powoduje, że molekuły fizycznie zmieniają kształt. Kiedy materiał jest wystawiony na działania światła ultrafioletowego, cząsteczki wyginają się w nienaturalny kształt i normalnie wróciłyby do stanu pierwotnego po wyłączeniu światła, ale tym razem maleńkie pory MOF sprawiają, że zostają uwięzione w swojej nowej formie, przechowując ich potencjalną energię w sposób podobny do ściśniętej sprężyny. 

Kiedy zaś przychodzi czas na odebranie tej energii, materiał jest lekko podgrzewany, dzięki czemu szybko uwalnia przechowywaną energię w formie ciepła - co ważne, uwalniane ciepło jest dużo wyższej temperatury niż ta inicjująca proces, więc mamy zyski. A że jest to proces mechaniczny, to nie wymaga żadnego zewnętrznego zasilania do przechowywania energii, które może odbywać się przy temperaturze pokojowej przez bardzo długi czas. W czasie badań naukowcy trzymali tak energię przez 4 miesiące, ale szacują, że możemy mówić nawet o 4,5 roku. Jeżeli zaś chodzi o potencjalne zastosowania, to naukowcy celują w przechwytywanie energii słonecznej za dnia i oddawanie jej w formie ciepła nocą albo przechowywanie letniej energii na zimowe zastosowania, itd.

Co prawda, na razie materiał cechuje się niskim zagęszczeniem energii, ale zespół nie ustaje w wysiłkach, żeby szybki to poprawić: - Materiał działa trochę jak zmieniające fazę materiały w ogrzewaczach do rąk. Jednakże, ogrzewacze muszą być podgrzewane, by przywrócić im możliwość działania, MOF ma taką miłą cechę, że chwyta „darmową” energię prosto ze słońca. Nie ma też żadnych ruchomych i elektronicznych części, więc nie ma strat zaangażowanych w przechowywanie i uwalnianie energii słonecznej. Mamy nadzieję, że przyszły rozwój pozwoli nam stworzyć kolejne materiały, które będą przechowywać więcej energii - tłumaczą badacze. 

Źródło: GeekWeek.pl/