Vật liệu nâng cao thời gian lưu trữ năng lượng Mặt trời

Vật liệu khung cơ kim phối hợp mang phân tử azobenzen thu năng lượng trực tiếp từ mặt trời và lưu trữ tối thiểu trong 4 tháng.

Để sắm ra giải pháp lưu trữ năng lượng hiệu quả, các nhà kỹ thuật Đại học Lancaster, Anh phát triển một chiếc vật liệu khung cơ kim (MOF) vừa cứng cáp thu năng lượng trực tiếp từ mặt trời, lưu trữ năng lượng trong rộng rãi tháng, phong phú năm.

Vật liệu khung cơ kim khi tích hợp phân tử azobenzen chắc hẳn lưu trữ năng lượng mặt trời ít nhất 4 tháng. (Ảnh: Futurism).

Bên trong vật liệu MOF là những phân tử gốc carbon, hình thành cấu trúc bằng giải pháp kết nối những ion kim chiếc. Lúc tích hợp có các phân tử nhỏ khác, vật liệu khung cơ kim có thể tạo thành vật liệu composite. Vậy nên, các phân tử hợp chất azobenzen (có khả năng hấp thụ ánh sáng mạnh) được nhóm nghiên cứu phối hợp có MOF để tạo vật liệu composite cứng cáp lưu trữ năng lượng trong ít nhất bốn tháng trước khi giải phóng nó.

Phân tử azobenzen được đặt trong khung vật liệu MOF. Trong những thí nghiệm, dưới tác động của tia cực tím, các phân tử này dễ dàng thay đổi hình dạng thành hình uốn cong trong MOF. Khung MOF sở hữu khuôn khổ hẹp giữ phần tử azobenzen ở trạng thái này. Cấu trúc này giúp năng lượng chắc lưu trữ trong thời gian dài ở nhiệt độ phòng.

Việc lưu trữ năng lượng mặt trời trong các bộ chuyển đổi quang điện được nghiên cứu nhiều kiểu năm vừa rồi, nhưng rất nhiều đều phải các bộ chuyển đổi quang điện đề nghị ở dạng lỏng. Hỗn hợp MOF là chất rắn, chẳng phải nhiên liệu lỏng, yêu cầu với ưu thế ổn định về mặt hóa học và dễ dàng cất cất vật chất. Điều này giúp việc trở nên công lớp phủ hoặc thứ độc lập mang chức năng phủ vật liệu được dễ dàng hơn.

Tiến sĩ John Griffin, nhà nghiên cứu chính cho biết, mặc dù kết quả khả quan này chứng minh khả năng lưu trữ năng lượng của vật liệu MOF trong thời gian dài, nhưng mật độ năng lượng vô cùng khiêm tốn. Do vậy, bước tiếp theo của nhóm là tìm hiểu rõ sâu về cấu trúc MOF để thông minh hóa mức độ lưu trữ năng lượng của vật liệu này. "Bước đầu, vật liệu được dùng để làm tan băng trên kính chắn ô tô hoặc tích hợp trong các đồ vật cấp nhiệt cho phòng", John nhắc.