麻省理(lǐ)工的科學家(jiā)們正在開(kāi)發一種新型化學複合材料，它能夠吸收來(lái)自太陽或其它來(lái)源的熱能、将之存儲一段時(shí)間(jiān)，然後在暴露于光的情況下、以受控的方式将能量釋放。 這種相變材料由脂肪酸和(hé)有(yǒu)機化合物混制(zhì)而成，有(yǒu)望在未來(lái)某天為(wèi)發展中國家(jiā)的人(rén)們儲存和(hé)提供能源。這項技(jì)術(shù)可(kě)以運用到類似太陽竈的設備上(shàng)，在白天吸收太陽能，并在夜間(jiān)釋放。

　　麻省理(lǐ)工博士後 Grace Han 手持一種可(kě)以作(zuò)為(wèi)熱電(diàn)池的新型化合物。

科學家(jiā)和(hé)工程師(shī)們對相變材料的潛在應用很(hěn)有(yǒu)興趣，當它們從固态變為(wèi)液态的時(shí)候，可(kě)以吸收或釋放大(dà)量的熱能(反之亦然)。這項技(jì)術(shù)能夠用于調節建築的熱量、打造“熱電(diàn)池”、甚至在開(kāi)車(chē)上(shàng)班的路途中讓咖啡保持熱度。

使用相變材料作(zuò)為(wèi)熱源的原理(lǐ)很(hěn)簡單，比如冰塊從固态變為(wèi)液态水(shuǐ)的過程中，就需要吸收一定的熱量。這也是在某個(gè)異常溫暖的日子，雪也不會(huì)突然融化;以及為(wèi)什麽放在冰箱裏的冰塊，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，相變材料的難處在于如何處在一個(gè)合理(lǐ)的溫度下改變其相位、長時(shí)間(jiān)保持液态、以及根據需要來(lái)釋放熱量。第二種材料需要厚隔離，第三種則需要可(kě)在輕微加熱、或者接觸催化劑時(shí)釋放能量的相變材料。

由麻省理(lǐ)工博士後 Grace Han 和(hé) Huashan Li、以及 Jeffrey Grossman 教授帶領的這項研究，本質上(shàng)還(hái)是引入了小(xiǎo)分子來(lái)充當相變轉換時(shí)的光電(diàn)觸發物(這裏用的是十三脂肪酸、偶氮苯摻雜劑和(hé)十三酯組成的混合物)。

　　這種形式的化學能可(kě)以維持很(hěn)長一段時(shí)間(jiān)，直到其被光觸發激活。

這種混合材料可(kě)在被加熱時(shí)液化，但(dàn)當暴露于紫外線之下的時(shí)候，即使冷卻下來(lái)，它依然可(kě)以是液态。這意味着大(dà)部分熱量都在鎖在了這種化合物中(每克約 200 焦耳)，這對有(yǒu)機相變材料來(lái)說已經很(hěn)不錯了。

而用另一束光，又可(kě)以觸發脂肪酸和(hé)相變材料的固化并釋放能量。研究人(rén)員稱，這種特性，讓它很(hěn)适合作(zuò)為(wèi)一種按需釋放熱量的“化學熱電(diàn)池”、能夠将熱量儲存 10 個(gè)小(xiǎo)時(shí)以上(shàng)、而且還(hái)有(yǒu)改進的空(kōng)間(jiān)。

目前，麻省理(lǐ)工的這種相變材料還(hái)處于概念驗證階段，但(dàn)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(zuò)用，也能夠用于幹燥谷物、或回收工廠或車(chē)輛(liàng)的廢熱，以供後續使用。

有(yǒu)關這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《自然通(tōng)訊》(Nature Communications)期刊上(shàng)。