Angew. Chem. ：时空相变材料可应用为太阳能光热燃料

太阳能是地球上最丰富的可再生清洁能源，但其间歇性及天气、地域等因素限制了其广泛应用。太阳能光热燃料（Solar Thermal Fuels），可将太阳的光能转化成化学能长期存储，并能在特定刺激条件下以热能的形式释放应用，成为近些年来太阳能热利用技术研究领域的热点。然而，当前研究关注的太阳能光热燃料，主要为具有不同分子构象能量差的分子基材料，在实际规模化应用中面临着诸多挑战。

近日，中国科学院大连化学物理研究所史全研究员热化学团队，基于化学热力学原理与实验指导，在前期时空相变材料（Spatiotemporal Phase Change Materials）研究基础上，通过调控相变热力学行为与引入光热转化单元，开发了一种具有热能长期储存与可控释放、且兼具光热转化功能的赤藓糖醇基复合相变材料，并提出其可作为一种新型的太阳能光热燃料。

这种复合相变材料通过聚合物载体与赤藓糖醇分子间的相互作用，可将相变潜热长期存储于过冷液相材料中，继而通过热引发或机械触发的方式可控释放出相变潜热；同时，光热转化单元赋予了复合材料优异的光热转化特性，实现了太阳能转化为热能存储在复合相变材料中。实验结果表明，复合相变材料能够室温稳定存储热能一个月以上，可控触发释放的潜热能够使体系温度上升至91 °C。

与分子基太阳能光热燃料相比，这种复合相变材料制备方法简单、原料廉价易得、储热性能稳定，尤其在可见光波段具备光热转化能力，有望实现材料规模化制备与技术应用。该研究工作为时空相变材料的应用及太阳能热利用技术的发展提供了新方向。

论文信息

Spatiotemporal Utilization of Latent Heat in Erythritol-based Phase Change Materials as Solar Thermal Fuels

Jie Chen, Yan Kou, Shihui Zhang, Xinyu Zhang, Hanqing Liu, Huiming Yan, Quan Shi

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202400759