製成熱電池 固液態轉化 光能變熱量 新型化學材料 自由提供能量

本報訊

美國麻省理工學員的科學家們正在開發一種新型化學複合材料，它能夠吸收來自太陽或其他來源的熱能、將之存儲一段時間，然後在暴露於光的情況下、以受控的方式將能量釋放。

隨著神經科學的快速發展，腦機接口成投資風口，能夠「讀取」人腦活動和將「神經信息」寫入大腦的設備。

這種相變材料由脂肪酸和有機化合物混製而成，有望在未來某天為發展中國家的人們儲存和提供能源。這項技術可以運用到類似太陽灶的設備上，在白天吸收太陽能，並在夜間釋放。
科學家和工程師們對相變材料的潛在應用很有興趣，當它們從固態變為液態的時候，可以吸收或釋放大量的熱能（反之亦然）。這項技術能夠用於調節建築的熱量、打造「熱電池」、甚至在開車上班的路途中讓咖啡保持熱度。
使用相變材料作為熱源的原理很簡單，比如冰塊從固態變為液態水的過程中，就需要吸收一定的熱量。這也是在某個異常溫暖的日子，雪也不會突然融化；以及為甚麼放在冰箱裏的冰塊，比不銹鋼方塊更能冷卻飲料的原因之一。
與蠟、脂肪酸、熔融鹽一樣，相變材料的難處在於如何處在一個合理的溫度下改變其相位、長時間保持液態、以及根據需要來釋放熱量。第二種材料需要厚隔離，第三種則需要可在輕微加熱、或者接觸催化劑時釋放能量的相變材料。
由麻省理工博士後Grace Han和Huashan Li、以及Jeffrey Grossman教授帶領的這項研究，本質上還是引入了小分子來充當相變轉換時的光電觸發物（這裏用的是十三脂肪酸、偶氮苯摻雜劑和十三酯組成的混合物）。
這種混合材料可在被加熱時液化，但當暴露於紫外線之下的時候，即使冷卻下來，它依然可以是液態。這意味著大部分熱量都在鎖在了這種化合物中（每克約200焦耳），這對有機相變材料來說已經很不錯了。而用另一束光，又可以觸發脂肪酸和相變材料的固化並釋放能量。研究人員稱，這種特性，讓它很適合作為一種按需釋放熱量的「化學熱電池」、能夠將熱量儲存10個小時以上、而且還有改進的空間。
目前，麻省理工的這種相變材料還處於概念驗證階段，但它已經能夠應對10℃（18℉）的溫度變化。其不僅能夠在太陽能炊具中發揮作用，也能夠用於乾燥穀物、或回收工廠或車輛的廢熱，以供後續使用。