據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)10月25日?qǐng)?bào)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(xué)家發(fā)現(xiàn)的這種物質(zhì)可按需存儲(chǔ)和釋放熱能。研究人員表示，新研究有助于科學(xué)家發(fā)現(xiàn)和設(shè)計(jì)出比該物質(zhì)更便宜的替代品，從而研發(fā)出可存儲(chǔ)和釋放熱能而不是電能的電池。相關(guān)研究發(fā)表在近日出版的德文版《應(yīng)用化學(xué)》雜志上。
之前的研究表明，二釕富瓦烯分子吸收陽光時(shí)，其結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化：將其置于更高能的狀態(tài)，其會(huì)長久保持穩(wěn)定；額外給其添加一點(diǎn)熱或催化劑會(huì)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(gè)過程更復(fù)雜。
美國麻省理工學(xué)院材料科學(xué)和工程系電力工程學(xué)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(gè)起關(guān)鍵作用的中間步驟。”
他解釋說，在這個(gè)中間步驟中，二釕富瓦烯分子會(huì)在兩個(gè)已知狀態(tài)之間，形成一個(gè)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(xué)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(fù)地存儲(chǔ)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(dāng)它存儲(chǔ)的熱能全部釋放時(shí)，“能夠讓周圍的溫度達(dá)到200攝氏度，足夠加熱房間，或者驅(qū)使發(fā)動(dòng)機(jī)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(shì)，其穩(wěn)定狀態(tài)可以持續(xù)很長時(shí)間，以便在需要時(shí)使用；而且，這種電池是可逆的，可將其置于太陽光下進(jìn)行充熱，存儲(chǔ)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(gè)問題。理解了這種分子的工作原理，科學(xué)家應(yīng)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(jìn)一步加快研發(fā)新的太陽熱能電池?！?/p>
