در قسمتهای بزرگی از جهان در حال توسعه ، مردم در طول روز گرمای فراوانی از خورشید دارند ، اما بیشتر پخت و پز بعداً عصر هنگام غروب آفتاب صورت می گیرد ، با استفاده از سوخت - از قبیل چوب ، قلم مو یا سرگین - که با قابل توجهی جمع آوری می شود. وقت و تلاش

اکنون ، یک کامپوزیت شیمیایی جدید که توسط محققان MIT ساخته شده است می تواند جایگزین دیگری برای آن فراهم کند. این می تواند برای ذخیره گرمای خورشید یا هر منبع دیگر در طول روز در یک نوع باتری حرارتی استفاده شود ، و می تواند در صورت نیاز گرما را آزاد کند ، به عنوان مثال برای پخت و پز یا گرم کردن بعد از تاریکی.

یک روش معمول برای ذخیره سازی حرارتی استفاده از آن است که به عنوان ماده تغییر فاز (PCM) شناخته می شود ، جایی که گرمای ورودی مواد را ذوب می کند و تغییر فاز آن - از جامد به مایع - انرژی را ذخیره می کند . هنگامی که PCM در زیر نقطه ذوب آن خنک شود ، به حالت جامد تبدیل می شود که در این مرحله انرژی ذخیره شده به صورت گرما آزاد می شود. نمونه های زیادی از این مواد وجود دارد ، از جمله واکسها یا اسیدهای چرب که برای کاربردهای درجه حرارت پایین استفاده می شوند و نمک مذاب که در دماهای بالا مورد استفاده قرار می گیرد. اما کلیه PCM های فعلی به عایق زیادی احتیاج دارند و آنها از آن مرحله تغییر می کنند بدون کنترل کنترل دما ، گرمای ذخیره شده خود را با سرعت زیادی از دست می دهند .

در عوض ، سیستم جدید از کلیدهای مولکولی استفاده می کند که در پاسخ به نور شکل را تغییر می دهند. با استفاده از PCM ، دمای تغییر فاز مواد ترکیبی با نور قابل تنظیم است ، اجازه می دهد انرژی حرارتی تغییر فاز حتی در زیر نقطه ذوب ماده اصلی حفظ شود.

هان توضیح می دهد: "آنچه ما از نظر فنی انجام می دهیم ، نصب سد انرژی جدید است ، بنابراین گرمای ذخیره شده نمی تواند فوراً آزاد شود." در فرم ذخیره شده شیمیایی ، انرژی می تواند برای مدت طولانی باقی بماند تا ماشه نوری فعال شود. اعتبار: موسسه فناوری ماساچوست
یافته های جدید ، توسط postdocs MIT گریس هان و Huashan لی و استاد جفری گروسمن ، این هفته در مجله Nature Communications گزارش شده است .

گروسمن توضیح می دهد: "مشكل انرژی حرارتی این است كه روی آن سخت است." بنابراین تیم وی آنچه را که در اصل مواد افزودنی برای مواد سنتی تغییر فاز هستند ، یا "مولکولهای کمی که در هنگام تابش نور بر روی آنها دچار تغییر ساختاری می شوند ، ایجاد کردند." ترفند یافتن راهی برای ادغام این مولکولها با مواد PCM معمولی برای آزاد کردن انرژی ذخیره شده به عنوان گرما ، در صورت تقاضا بود. وی می گوید: "برنامه های بسیاری وجود دارد که ذخیره انرژی حرارتی به طریقی مفید است که به شما امکان می دهد در صورت لزوم آن را فعال کنید."

محققان این کار را با ترکیب اسیدهای چرب با یک ترکیب ارگانیک که به یک پالس نور پاسخ می دهد ، انجام دادند. با این ترتیب ، مؤلفه حساس به نور ، خواص حرارتی مؤلفه دیگر را تغییر می دهد ، که انرژی آن را ذخیره و آزاد می کند. مواد ترکیبی هنگام گرم شدن ذوب می شوند و پس از قرار گرفتن در معرض نور ماوراء بنفش ، حتی در هنگام خنک شدن مجدداً ذوب می شوند. در مرحله بعد ، هنگامی که توسط یک پالس دیگر نور تحریک شود ، مواد تصحیح می شوند و انرژی تغییر فاز حرارتی را پس می دهند.