用光催化环加成反应可以储存太阳能几十年来紧张分子

一个新类分子的光电开关-稳定的固态的激发与可见光可以储存太阳能。这克服了一些关键挑战传统的能源存储结构,热稳定性和光学灵敏度等超出了紫外光谱——有吸引力的属性对扩大和商业化。

我们的化合物储存太阳能在高度紧张的化学键,”主要作者解释道恩汉布兰代斯大学在美国。的吸收光触发化学变化。外部刺激引起相反的反应,释放储存能量,通常以热能的形式。几十年来,这些紧张系统,稳定释放的能量需求在热激活或紫外线照射。他们可以存储51 j / g,足够的能量来加热1 g的水超过10度。

分子的光敏化合物适合家庭太阳能热能存储化合物,通常称为最多。这个秘密存储系统是一个styrylpyrylium图案,不同的最通常的结构偶氮苯,腙和fulvalenes。“这是一个新类的材料”,评论。双协议:“我们的系统在固体和吸收在可见光谱波长范围宽,可伸缩性和可持续性的关键方面,”她补充道。

传统上,大多数材料工作最好的解决方案和固液界面,需要大容量高效的设置和姿势泄漏等问题,污染和火灾隐患。此外,研究光电开关吸收大部分紫外线,代表一个相当狭窄的太阳光谱范围。我们调整吸收可见范围…和在未来,进一步functionalisation可以传达更广泛的波长,”她补充道。

的使用更大的太阳光谱是很有前途的一部分,”说Kasper Moth-Poulsen在大多数专家系统和智能材料,ICMAB ICREA教授和UPC在巴塞罗那,西班牙。我们需要坚实的系统应用于涂料和窗口,例如。

工作在固态,研究者必须优化很多细节的水晶包装,根据Moth-Poulsen。的亲水自然styrylpyrylium支持一个特定的包装模式,促进环加成反应,”汉解释道。[2 + 2]环加成反应,引发了阳光,形成紧张环丁烷存储太阳能。很难在固态反应,开关需要空间,”她补充道。”的确,很引人注目,切换系统在内心深处一个水晶是困难的,“Moth-Poulsen说。

从历史上看,水晶曾作为合成策略准备[2 + 2]cycloadducts高部位和立体选择性。我们只是重新发现和重新设计的光化学水晶转换化合物,”汉解释道。取代基与几个不同的小组研究了styrylpyrylium结构counter-anions,和评估的稳定性和存储属性。

Moth-Poulsen值的系统探索不同的捐赠者和吸电子基团。通过调优性能,作者…不仅调整光学特性,而且稳定性和储存时间,”他补充道。在这种情况下,他们展示了固态重复storage-release过程不分解或效率下降了10个周期,并增加了能量储存的半衰期从四天到32年。这展示了成功的选择最佳的取代基counter-anions,最终使有效和长期能源存储。