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據太原市科學技術局消息,德國科研團隊成功開發出一種新型智能高分子材料,首次將高效儲存太陽能與按需釋放氫氣兩大功能集于一身。這一突破性技術通過簡單的“pH開關”即可實現可逆循環,為綠色氫能的穩定供應提供了全新解決方案。
來自烏爾姆大學和耶拿大學的研究團隊在《自然*通訊》雜志上發表了這一成果。他們研制的水溶性大分子框架材料具有特殊的氧化還原功能,其“充電”效率超過80%,且儲存的能量可穩定保持數天。
該系統的核心優勢在于其完全可逆的操作循環。當需要氫氣時,只需向系統中加入酸和催化劑,儲存的電子便會立即與質子結合,在暗室中高效產生氫氣,效率高達72%。反應結束后,通過中和溶液調節pH值,系統即可重置,重新捕獲陽光,開啟新一輪循環。
這一過程的奧妙在于材料中發生的氧化還原反應是完全可逆的。整個循環無需復雜分離步驟,僅通過調節溶液酸堿度即可控制。其顏色變化直觀展示了狀態轉換:“放電”產氫時溶液由紫色變為黃色,“充電”完畢后又從黃色恢復紫色。
研究人員指出,這種“按需供氫”的新模式,有望為鋼鐵(850106)冶煉等需要穩定綠色氫源的能源(850101)密集型產業帶來全新可能性。該成果也為開發經濟高效、可大規模應用的太陽能存儲技術鋪平了道路。
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