名古屋工业大学的一个研究小组开发了一种新的燃料电池,可以将太阳能作为化学能进行储存。

 由于太阳能、风能、地热能等自然能源的电力需要扩大使用,因此受天气影响,发电不稳定且难以处理。

 另一方面,为了电力的稳定供给,构建自然能源与大型蓄电池相结合的智能电网(控制供给侧和需求侧的电力流动的输电网络)是必要的。正在进行中,但正在使用现有的蓄电池,在以它为基础的电网中,在电力输送和存储过程中会发生大量的能量损失。

 因此,在这项研究中,我们构思了一种新型蓄电池,可以将太阳能直接转化为化学能,例如植物的光合作用。植物利用太阳能将二氧化碳转化为糖分并储存起来(光合作用),当空气中的氧气被用来分解糖分时,可以提取化学能(呼吸)。在这次开发的蓄电池中,一种叫做AQDS的有机分子被阳光照射,转化为AQDS-H2(充电),空气中的氧气与AQDS-H2反应产生的能量作为电能输出(释放)。由于 AQDS-H2 到 AQDS 的转化反应发生在放电过程中,因此可以反复使用。

 这种电池可视为“轻型可充电燃料电池”。传统的燃料电池使用具有爆炸风险的氢气作为燃料,并且不能仅通过发电来储存电力。但是,这种电池通过使用有机分子AQDS-H2解决了安全问题,并且可以在单个设备中进行充电。它在反应过程中只排放水,环境负荷低,与一般燃料电池相同。

 此外,由于充电过程不仅可以通过照射光进行,还可以使用外部电源进行,因此与智能电网高度兼容。由于该技术可以提高自然能源的利用效率,实现电力的稳定供应,预计将加快实用化研究。

纸张信息:【新化学杂志】利用醌分子光氢化反应的光充电燃料电池

名古屋工业大学

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