據(jù)美國物理學家組織網(wǎng)10月25日報道，美國研究人員精確地揭示了二釕富瓦烯（fulvalenediruthenium）分子的工作原理。1996年被科學家發(fā)現(xiàn)的這種物質(zhì)可按需存儲和釋放熱能。研究人員表示，新研究有助于科學家發(fā)現(xiàn)和設計出比該物質(zhì)更便宜的替代品，從而研發(fā)出可存儲和釋放熱能而不是電能的電池。相關研究發(fā)表在近日出版的德文版《應用化學》雜志上。
之前的研究表明，二釕富瓦烯分子吸收陽光時，其結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化：將其置于更高能的狀態(tài)，其會長久保持穩(wěn)定；額外給其添加一點熱或催化劑會讓其退回到原始形狀，并釋放出熱量。但研究人員現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，整個過程更復雜。
美國麻省理工學院材料科學和工程系電力工程學副教授杰弗里·格羅斯曼表示：“我們的研究結(jié)果表明，在上述過程中存在一個起關鍵作用的中間步驟。”
他解釋說，在這個中間步驟中，二釕富瓦烯分子會在兩個已知狀態(tài)之間，形成一個半穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。中間步驟的發(fā)現(xiàn)表明，二釕富瓦烯分子并非如此穩(wěn)定，因此，科學家可尋找比釕更便宜的替代品。由于該過程是可逆的，這也使得“制造出一種可充放熱能的熱電池成為可能”，這種電池能夠重復地存儲和釋放從太陽光和其他來源中收集到的熱能。
格羅斯曼表示，從原理上講，使用二釕富瓦烯制造的電池，當它存儲的熱能全部釋放時，“能夠讓周圍的溫度達到200攝氏度，足夠加熱房間，或者驅(qū)使發(fā)動機發(fā)電”。
太陽能的利用有光熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換兩種。這種熱能電池主要“利用了太陽熱能的優(yōu)勢，其穩(wěn)定狀態(tài)可以持續(xù)很長時間，以便在需要時使用；而且，這種電池是可逆的，可將其置于太陽光下進行充熱，存儲的熱能使用完后可重新放回到太陽光下充熱”。
格羅斯曼表示，釕存在著稀缺性和成本高兩個問題。理解了這種分子的工作原理，科學家應該很容易發(fā)現(xiàn)其他“工作方式相同”的材料。研究人員接下來打算將二釕富瓦烯的工作過程與數(shù)百萬已知分子組成的數(shù)據(jù)庫結(jié)合起來，尋找其他擁有相同結(jié)構(gòu)、能表現(xiàn)出同樣行為的候選材料，進一步加快研發(fā)新的太陽熱能電池?！?/p>
