今、MITの研究者 それが一種の熱電池で日中太陽か他のどの源からの熱も貯えるのに使用でき必要とされたとき、例えば暗闇の後で調理するか、または熱することの蓄熱への一般的なアプローチは、入力された熱が材料を溶融させ、その相変化-固体から液体へ-エネルギーを貯蔵する相変化材料（PCM）として知られているも PCMがその融点以下に冷却されると、それは固体に戻り、その時点で蓄積されたエネルギーが熱として放出される。 これらの材料には、低温用途に使用されるワックスや脂肪酸、高温で使用される溶融塩など、多くの例があります。 しかし、現在のPcmはすべて大量の絶縁を必要とし、その相変化温度を制御不能に通過し、蓄積された熱を比較的急速に失います。

代わりに、新しいシステムは、光に応答して形状を変化させる分子スイッチを使用しており、PCMに統合すると、ハイブリッド材料の相変化温度を光で調整することができ、相変化の熱エネルギーを元の材料の融点よりも十分に下に維持することができる。

MITのポスドクであるGrace HanとHuashan LiとJeffrey Grossman教授による新しい発見が、今週のnature Communications誌に報告されています。

“熱エネルギーの問題は、それを保持するのが難しいことです”とGrossmanは説明します。 そこで、彼のチームは、伝統的な相変化材料の本質的なアドオンであるもの、または”光が輝くときに構造変化を受ける小さな分子”を開発しました。「その秘訣は、これらの分子を従来のPCM材料と統合して、蓄積されたエネルギーを熱として必要に応じて放出する方法を見つけることでした。 “必要なときにそれをトリガすることができます方法で熱エネルギーを格納するために有用であろう非常に多くのアプリケーションがあります,”と彼

研究者は、光のパルスに応答する有機化合物と脂肪酸を組み合わせることによってこれを達成しました。 この構成によって、感光性の部品はエネルギーを貯え、解放する他の部品の熱特性を変える。 ハイブリッド材料は加熱すると溶融し、紫外線にさらされた後、冷却しても溶融したままです。 次に、光の別のパルスによってトリガされると、材料は再凝固し、熱相変化エネルギーを返す。

“光活性化分子を潜熱の伝統的な画像に統合することにより、溶融、凝固、過冷却などの特性のための新しい種類の制御ノブを追加します”と、Morton And Claire Goulderであり、環境システムの教授であり、材料科学と工学の教授でもあるGrossmanは述べています。

このシステムは、太陽だけでなく、あらゆる熱源を利用することができる、とHanは言います。 「廃熱の利用可能性は、工業プロセスから太陽熱、さらには車両から出る熱まで広く普及しており、通常は無駄になっています。”その廃棄物の一部を利用することは、有用な用途のためにその熱をリサイクルする方法を提供することができます。

“私たちが技術的にやっていることは、新しいエネルギー障壁を設置しているので、蓄積された熱をすぐに放出することはできません。”化学的に貯えられた形態では、エネルギーは光学制動機が活動化させるまで長期の間残ることができる。 彼らの最初の小規模な実験室のバージョンでは、貯蔵された熱は少なくとも10時間安定したままであることが示されましたが、同様のサイズの熱を直接貯蔵する装置は数分以内にそれを消散させるでしょう。 そして、「それがより高くなるように調整することができない根本的な理由はありません」とHanは言います。最初の概念実証システムでは、「この蓄熱材料で達成する温度変化または過冷却は最大10℃（18F）になる可能性があり、より高くなることを願っています」とGrossman氏は述べています。すでに、このバージョンでは、「従来の相変化材料を使用しているにもかかわらず、エネルギー密度は非常に重要です」とHan氏は言います。 この材料はグラム当たり約200ジュールを貯蔵することができ、彼女は”有機相変化材料には非常に良い”と言います。「そして、すでに、「人々はインドの農村部でこれを料理に使用することに関心を示しています」と彼女は言います。 このようなシステムは、農業作物の乾燥または空間加熱にも使用することができる。

“この研究に対する私たちの関心は、概念の証明を示すことでした”とGrossmanは言います、”しかし、我々は相変化材料の蓄熱特性をハイジャックするために光活性化材料を使用するための多くの可能性があると信じています。”