太陽能是地球上最豐富的可再生清潔能源，但其廣泛應(yīng)用受到間歇性、天氣、地域等因素的限制。

近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員史全團隊基于化學熱力學原理與實驗指導(dǎo)，在前期時空相變材料研究基礎(chǔ)上，通過調(diào)控相變熱力學行為與引入光熱轉(zhuǎn)化單元，開發(fā)了一種具有熱能長期儲存與可控釋放且兼具光熱轉(zhuǎn)化功能的赤蘚糖醇基時空相變材料，可作為一種新型的太陽能光熱燃料。相關(guān)成果發(fā)表在《德國應(yīng)用化學》上。

太陽能光熱燃料可以將太陽光能轉(zhuǎn)化為化學能進行長期存儲，并可在需要時通過特定方式誘導(dǎo)該能量以熱能的形式釋放，是近年來太陽能熱利用技術(shù)研究領(lǐng)域的熱點。然而，當前對太陽能光熱燃料的研究主要集中在具有不同分子構(gòu)象能量差的分子基材料上，在實際規(guī)模化應(yīng)用中面臨著諸多挑戰(zhàn)。

在前期研究的基礎(chǔ)上，團隊開發(fā)了一種具有光熱轉(zhuǎn)化功能的赤蘚糖醇基復(fù)合相變材料。實驗結(jié)果表明，引入光熱轉(zhuǎn)化單元后，該復(fù)合相變材料展現(xiàn)出優(yōu)異的光熱轉(zhuǎn)化特性，經(jīng)同一光源相同時長的光照后能達到的最高溫度，將從48°C提升至97°C，實現(xiàn)了太陽能向熱能的轉(zhuǎn)化與存儲。此外，該復(fù)合相變材料能夠在室溫條件下穩(wěn)定存儲熱能一個月以上，隨后可通過簡單的熱誘導(dǎo)或機械觸發(fā)的方式釋放出儲存的潛熱。

該復(fù)合相變材料制備方法簡單、原料廉價易得、儲熱性能穩(wěn)定，尤其在可見光波段具備光熱轉(zhuǎn)化能力，有望實現(xiàn)材料規(guī)模化制備與技術(shù)應(yīng)用。本工作為時空相變材料的應(yīng)用及太陽能熱利用技術(shù)的發(fā)展提供了新方向。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/anie.202400759