自20世纪70年代以来，化学家们一直在研究如何将太阳能储存在暴露在光下会改变状态的分子中。光敏分子是理想的太阳能燃料。这种燃料应该是可运输的、便宜的和可充电的。令人遗憾的是，科学家们多年来没有取得多大进展。
麻省理工学院的研究人员Alexie Kolpak和Jeffrey Grossman发现了一种新型的太阳热燃烧偶氮苯。它经济、可充电、加热稳定，并且比锂电池具有更高的能量密度。他们的设计结合了有机光伏分子偶氮苯和碳纳米管。
在了解设计细节之前，我们先快速了解光伏分子储存太阳能的原理。当光伏分子吸收阳光时，它会将其结构从一般状态改变为更高能量状态。较高能量的状态是亚稳的，电压、热和光等许多因素都会导致它改变并恢复到原始状态。以这种方式，高能量状态和一般能量状态之间的能量差被释放。一些可用的光伏分子可以经历几轮能量充电和放电。
制造太阳能热燃料的困难在于寻找具有高能量差和大活化能的材料。这两个元素通常是不相容的。如果你有很高的能量差，那么较高的能量状态将非常不稳定。不稳定性意味着燃料的活化能很小，并且很容易释放储存的能量。
Kolpak和Grossman在观察偶氮苯/碳纳米管结构的计算机模型时，成功地找到了能量差和活化能之间的直接平衡。他们的计算表明，在碳纳米管上放置偶氮苯可以稳定分子的两种状态。同时，它还具有非常高的能量差。在稳定高能量状态之后，较高的活化能也延长了材料的寿命。
从储能的角度来看，偶氮苯/碳纳米棒结构比锂电池更好。Kolpak和Grossman计算出偶氮苯/碳纳米棒系统的体积能量密度约为690瓦时/升。锂电池每升只有200到600瓦时。然而，偶氮苯本身的体积能量密度仅为每升90瓦时。
Kolpak和Grossman的偶氮苯/碳纳米棒系统可以用于其他光伏分子，因为首次展示了通过碳纳米杆提高储能性能的方法。这可能是他们研究的最大贡献。
然而，这项研究也存在潜在的不足。这种不足不仅在于它停止了模型研究，而且还在于没有实物证据。更重要的是，这种偶氮苯/碳纳米棒系统只能释放热能。如果你需要用它给电气设备充电，你必须把热能转化为电能。在这个能量转换的过程中，会再次造成损失。
（编辑/刘文林）自20世纪70年代以来，化学家们一直在研究如何将太阳能储存在暴露在光下会改变状态的分子中。光敏分子是理想的太阳能燃料。这种燃料应该是可运输的、便宜的和可充电的。令人遗憾的是，科学家们多年来没有取得多大进展。
麻省理工学院的研究人员Alexie Kolpak和Jeffrey Grossman发现了一种新型的太阳热燃烧偶氮苯。它经济、可充电、加热稳定，并且比锂电池具有更高的能量密度。他们的设计结合了有机光伏分子偶氮苯和碳纳米管。
在了解设计细节之前，我们先快速了解光伏分子储存太阳能的原理。当光伏分子吸收阳光时，它会将其结构从一般状态改变为更高能量状态。较高能量的状态是亚稳的，电压、热和光等许多因素都会导致它改变并恢复到原始状态。以这种方式，高能量状态和一般能量状态之间的能量差被释放。一些可用的光伏分子可以经历几轮能量充电和放电。
制造太阳能热燃料的困难在于寻找具有高能量差和大活化能的材料。这两个元素通常是不相容的。如果你有很高的能量差，那么较高的能量状态将非常不稳定。不稳定性意味着燃料的活化能很小，并且很容易释放储存的能量。
Kolpak和Grossman在观察az的计算机模型时，成功地找到了能量差和活化能之间的直接平衡……
烯/碳纳米管结构。他们的计算表明，在碳纳米管上放置偶氮苯可以稳定分子的两种状态。同时，它还具有非常高的能量差。在稳定高能量状态之后，较高的活化能也延长了材料的寿命。
从储能的角度来看，偶氮苯/碳纳米棒结构比锂电池更好。Kolpak和Grossman计算出偶氮苯/碳纳米棒系统的体积能量密度约为690瓦时/升。锂电池每升只有200到600瓦时。然而，偶氮苯本身的体积能量密度仅为每升90瓦时。
Kolpak和Grossman的偶氮苯/碳纳米棒系统可以用于其他光伏分子，因为首次展示了通过碳纳米杆提高储能性能的方法。这可能是他们研究的最大贡献。
然而，这项研究也存在潜在的不足。这种不足不仅在于它停止了模型研究，而且还在于没有实物证据。更重要的是，这种偶氮苯/碳纳米棒系统只能释放热能。如果你需要用它给电气设备充电，你必须把热能转化为电能。在这个能量转换的过程中，会再次造成损失。
（编辑/刘文林）
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