Per migliorare nell’alimentare il pianeta con energia rinnovabile, bisogna migliorare nel trovare modi per immagazzinare in modo efficiente quell’energia fino a quando non sarà necessaria – e gli scienziati hanno identificato un materiale particolare che potrebbe darci esattamente questo. Il materiale è noto come metal organic framework (MOF) o struttura metallorganica, in cui le molecole a base di carbonio formano strutture collegando ioni metallici. Fondamentalmente, i MOF sono porosi, quindi possono formare materiali compositi con altre piccole molecole.
Questo è ciò che il team ha svolto in questo studio, aggiungendo molecole del composto che assorbe la luce azobenzene. Il materiale composito finito è stato in grado di immagazzinare energia dalla luce ultravioletta per almeno quattro mesi a temperatura ambiente prima di rilasciarla di nuovo: un grande miglioramento rispetto alla maggior parte dei materiali sensibili alla luce.
L’azobenzene agisce come un fotoswitch, una macchina molecolare che risponde a uno stimolo esterno come la luce o il calore. Sotto la luce ultravioletta, le molecole cambiano forma rimanendo nella struttura dei pori MOF, immagazzinando efficacemente l’energia. L’applicazione di calore al materiale composito MOF innesca un rapido rilascio di energia che a sua volta emette calore, che può quindi essere potenzialmente utilizzato per riscaldare altri materiali o dispositivi.
L’energia del sole a portata di mano
Sebbene il materiale abbia ancora bisogno di un po’ di lavoro per essere reso commercialmente sostenibile, potrebbe eventualmente essere utilizzato per sbrinare i parabrezza delle auto, o fornire riscaldamento aggiuntivo per case e uffici, o come fonte di riscaldamento per luoghi fuori rete. I fotoswitch come questo hanno anche applicazioni nell’archiviazione dei dati e nella consegna di farmaci.
Sebbene la ricerca passata abbia anche esaminato l’immagazzinamento dell’energia solare nei fotoswitch, in genere devono essere tenuti in liquidi. Il passaggio a un solido composito MOF significa che il sistema è più facile da contenere e ha anche una maggiore stabilità chimica. In questo momento, è necessario più lavoro per preparare questo materiale MOF per un uso diffuso. Mentre i test hanno dimostrato che potrebbe trattenere l’energia per mesi alla volta, la densità energetica del materiale è relativamente bassa, che è un’area in cui i ricercatori sperano di migliorare.
La buona notizia è che ci sono molte impostazioni utilizzate in questa ricerca che possono essere modificate e regolate per cercare di migliorare i risultati, il che si spera porterà a un altro modo economico e affidabile di immagazzinare energia su cui possiamo fare affidamento. La ricerca è stata pubblicata su Chemistry of Materials.
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