天津大学：光敏分子/纳米模板复合结构 提高太阳能存储和转化

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日前，天津大学封伟教授带领的科研团队设计出国际首个光敏分子/纳米模板复合结构，并制备全新的单枝/双枝偶氮苯分子共价接枝石墨烯杂化材料，突破了分子级光热能存储与可控释放的难题，为未来太阳能的高能、长效存储与转化提供了重要的材料基础和设计方向。相关研究成果在线发表于材料化学领域顶级期刊《材料化学杂志》上。

光热直接转换与存储技术是颠覆传统能源利用方式，提供清洁稳定能源的一种新技术，其中分子级化学储热材料是科学家们研究的热点和难点。封伟团队制备的偶氮苯/石墨烯杂化材料是一种全新的、可直接进行“光能存储——热能释放”的分子级化学储热材料。实验结果表明，偶氮苯/石墨烯杂化材料的储热密度达到138Wh/kg，是现有该类材料储热密度2—3倍，为国际报道的最高值。

该材料具有突出的光储热循环特性和光可控释放特性，能实现50次的光储热循环，相当于可连续使用4.5年。

如何实现光可控能量释放？封伟介绍，我们把偶氮苯接枝在石墨烯上，相当于给石墨烯安装了一个“光开关”。石墨烯借助“眼睛”偶氮苯，不仅能“看见”光还能接受光的调控，“听话”地吸收并储存光能，以热能形式释放。

封伟说，目前，他们正在进一步优化光储热材料的分子结构，并构建分子级光储热器件。未来这样的器件可为航空航天、汽车、自适应保温服等需要热能与温控的系统提供热能输出，提高能源供给效率。