麻省理工學(xué)院研究人員近日在《Nano Letters》上發(fā)表文章[1]指出，他們發(fā)現(xiàn)了碳納米管材料在太陽(yáng)能存儲(chǔ)方面的創(chuàng)新應(yīng)用，能夠快速、大量存儲(chǔ)和釋放太陽(yáng)熱能。該項(xiàng)工作由該校材料科學(xué)與工程系電力工程副教授Jeffrey Grossman領(lǐng)導(dǎo)，其研究團(tuán)隊(duì)曾在去年精確揭示了二釕富瓦烯（fulvalene diruthenium）分子存儲(chǔ)和釋放熱能過(guò)程的工作原理。但由于釕存在著稀缺性和成本高等問(wèn)題，研究人員開(kāi)始尋找其他擁有相同結(jié)構(gòu)、能表現(xiàn)出同樣行為的候選材料，成果現(xiàn)今揭曉——偶氮苯功能化碳納米管。研究人員表示，該研究概念同時(shí)可用于其他許多新的材料，他們將探索更多可用材料以擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

研究人員指出，這一材料不僅較之前含釕的材料更加低廉，而且在固定空間內(nèi)儲(chǔ)能能量密度要高出1萬(wàn)倍，已可與鋰離子電池相媲美。控制太陽(yáng)熱能存儲(chǔ)的關(guān)鍵是材料分子能夠采取的在兩個(gè)穩(wěn)定態(tài)之間的能量勢(shì)壘，關(guān)系到長(zhǎng)期穩(wěn)定性。能量勢(shì)壘太高，分子將很容易返回未儲(chǔ)熱狀態(tài)，不能長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)能；勢(shì)壘太低又不容易在需要時(shí)釋放能量。研究人員開(kāi)發(fā)的碳納米管材料針對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行了優(yōu)化，通過(guò)將能量收集和儲(chǔ)存步驟合二為一簡(jiǎn)化了過(guò)程。研究人員同時(shí)坦承，這一應(yīng)用存在的限制之一是僅用于供熱應(yīng)用，如需發(fā)電則需要增加轉(zhuǎn)化步驟，利用熱電設(shè)備或產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。

[1] Alexie M. Kolpak, Jeffrey C. Grossman. Azobenzene-Functionalized Carbon Nanotubes As High-Energy Density Solar Thermal Fuels. Nano Lett., Publication Date (Web): June 20, 2011.