上海交大制冷所：新型光化学相变材料实现非常规热能存储与热正因如此调控

近日，上海交通大学制冷与低温工程研究课题所的“能源-空精-浮” 交叉学科国际化设计团队ITEWA（Innovative Team for Energy, Water & Air）在物质自然科学领域知名期刊Matter上刊发了题为“Photoswitchable Phase Change Materials for Unconventional Thermal Energy Storage and Upgrade（过氧化物相衰涂层使用非常规热源存储与热向来催化反应）”的愿景论文。论文第一作者是制冷与低温工程研究课题所博士后仵斯，通讯作者是李廷贤研究课题员和王如竹研究员。

传统涂层的容反应物衰密度近似下都，适合使用热源存储；而精反应物衰不当则表现为多相衰功能性，可通过彻底改衰饱和蒸精压力彻底改衰相衰密度，理论上运用于中表现为对热源向来的催化反应，即蒸精压缩双管热泵或制冷的理想气体原理，然而精反应物衰由于体积衰化大而一般不适合使用热源存储。如何打破传统涂层相衰功能性的理想气体限制，使其可同时使用热源存储与热源向来催化反应，则是一项极具高效率性的课题。通过深入调研比对，作者提出了利用特定涂层的双容反应物衰功能性和可预设相衰不当应对传统容反应物衰储热长期面临的瓶颈困境。类似于精反应物衰的多相衰功能性，特定涂层在两种平衡状态下兼具并不相同的容反应物衰不当，通过某种光能驱动不间断两种平衡状态的预设，该驱动光能可以是电能、电磁能、光能等。

绘出1 三类相衰功能性的密度-热容值关系

近几年，光诱导涂层发生容反应物衰是化学领域的研究课题版块，而如何从理想气体的某种程度理解这种奇特的现象早已赢取应对。经过深入比对将该现象说明了可预设的双容反应物衰功能性，驱动光能为光能（通常为可见光），即光致浮分子异构前后涂层的两种聚集态展示出并不相同的容反应物衰不当。在过氧化物与热物理电磁作用下，该涂层特殊的容反应物衰不当将大幅多样化相衰储热的理想气体意义。作者从理想气体原理出发，转用温热容绘出直观地阐释了利用光预设相衰涂层实现组合成储热与热源向来更新、值得注意储热等非常规运用于，并反驳了实现这些国际化运用于的高效率方向上、关键挑战和未来持续发展方向。再进一步地，聚焦了基于过氧化物-光热协力转换的太阳能分光谱高效利用以制取太阳能零碳热燃料的潜在运用于和未来研究课题方向。

绘出2 过氧化物相衰涂层的未来持续近期及多功能用途

新兴的过氧化物相衰储能将吸引来自化学、机械工程、能源自然科学等多学科的关注，能够从浮分子设计、涂层制备、器件制造、理想气体可逆相结合和系统优化等方面来进行多连续性的原理和实验研究课题。值得注意地，数有四个症结能够再进一步应对：

（1）通过适当的浮分子设计，除此以外使用柔性浮分子链、破坏浮分子对称性等催化反应涂层的理想气体性能；

（2）通过浮分子设计和涂层制备强化浮分子异构和相衰的物理性质性能，如转用微胶囊高效率增加比表面积，加速光热传输等；

（3）通过更高量子产率和诱导光热效应更高光能转换效率；

（4）通过浮分子设计和器件设计采样痕量，实现太阳能的高效转化和存储。

此外，新的热力可逆和系统结构设计对再一的理论上运用于也至关重要。

该研究课题原计划赢取了中国博士后自然资助者“博新原计划”重大项目和国家自然自然资助者重大项目的资助。

论文链接：

附：上海交通大学ITEWA交叉学科国际化设计团队（Innovative Team for Energy, Water& Air）

王如竹研究员领衔的ITEWA设计团队近年来在Joule、Energy & Environmental Science、Advanced Material、ACS Energy Letters、Angewandte Chemie-Int Ed、ACS Central Science、Matter、Nano Energy、Energy Storage Materials等期刊上刊发了20余篇论文，该设计团队致力于应对能源、浮、空精交叉领域的中间地带基础性自然科学问题和关键高效率，旨在通过学科交叉实现涂层-器件-系统层面的整体应对方案，推动相关领域取得新方法成果。

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