silabob / Shutterstock.com
美国材料化学家表示，类似圣诞彩灯的聚合物链可能是未来能量储存的关键，他们相信他们已经解决了该领域的一个主要障碍。欧洲杯足球竞彩
多年来,材料化学家试图制造一种新型的电池能够储存太阳能或其他光源能量化学键而不是电子,这将释放能量以热能的形式而不是电力需求,从而解决需要长期、稳定、高效的太阳能储存。
现在，Dhandapani Venkataraman和来自马萨诸塞大学阿默斯特分校的博士生们开发了一种基于聚合物的系统，该系统的储能密度比以前的聚合物系统高出两倍以上。储能密度——即储能量——在每克200焦耳的范围内，但新系统可以达到平均510焦耳每克，最大690焦耳。
理论上说我们应该能达到800焦耳每克，但没人能做到。这篇论文报告说，我们已经达到了聚合物系统中每克存储的最高能量密度之一，以及我们是如何做到的。
Dhandapani Venkataraman
的论文已经发表在科学报告,作者说,作为能量储存密度提高,现在他们的工作接近锂电池的容量——新技术的应用包括太阳能板,白天收集太阳能,然后将其存储为加热食物,生活空间,服装,这种方法在没有电网的地区尤其有价值。
文卡塔拉曼指出，如果没有麻省理工学院的杰弗瑞·格罗斯曼(Jeffery Grossman)早期的理论工作，他的小组的工作就不可能完成。
没有他的论文和他对理论的思考，我认为我们不可能取得今天的成就。
Dhandapani Venkataraman
格罗斯曼认为，如果将常用的化合物偶氮苯分子沿刚性碳纳米管排列，就可能实现更高的能量密度，这将使科学家能够操纵分子间的相互作用，并确定有多少能量被吸收和释放。
Venkataraman解释说,“我们理解控制排列的想法，但我们想:如果我们使用柔性聚合物，而不是刚性管呢?就像一串圣诞彩灯，彩灯是偶氮苯分子。因为你不能用碳纳米管来减少分子之间的距离。我们认为，聚合物链的结构会让偶氮苯基团彼此靠近并相互作用，这是它们获得能量并变得更稳定的时候。”
他补充说，他们的想法成功了，“但我们不明白为什么。这个发现是出乎意料的，所以我们不能就此止步。每次我的学生带着无法解释的高数字来找我时，我就让他们回去做更多的对照实验，以理解和验证这些发现。我们不得不持怀疑态度，因为我们得到了一个不同寻常的结果。”
Venkataram说,“这个故事的转折是，我们认为绳子上的灯之间的距离是最重要的。这很重要，但更重要的是多根弦和它们的灯被精心安排的方式。结果表明，我们使用的加工溶剂起到了排列和调节结构的作用，使得偶氮苯分子附着在聚合物上，排列得非常整齐和紧凑。它基本上是为了确保最大的填充密度。”
采用四氢呋喃(THF)作为溶剂，在宏观上影响能量。“它从溶剂分子如何与聚合物相互作用开始，结果证明这与分子的堆积有关，它们在空间中的排列方式。当分子排列正确时，它们可以获得更多的能量。”Venkataram解释道。
这项工作是与Schrödinger, Inc.的科学家合作进行的。Schrödinger, Inc.是一家科学软件和解决方案公司，帮助马萨诸塞大学阿默斯特分校的科学家了解观测到的高能量储存密度的起源。
该团队现在计划继续这一发现，解决与充电系统相关的实际问题——所以他们还没有制造电池，但这是下一步。
免责声明:本文仅代表作者以个人身份发表的观点，并不代表本网站所有者和运营商阿泽网络有限公司的观点。本免责声明构成条款和条件本网站之使用。