Materiaal kan zonne-energie verzamelen en maar liefst vier maanden opslaan

Het nieuwe materiaal is gebaseerd op een soort metaal-organisch raamwerk (MOF). MOF’s zijn gemaakt van een netwerk van metaalionen die door op koolstof gebaseerde moleculen met elkaar zijn verbonden om 3D-structuren te vormen. Een belangrijke eigenschap van MOF’s is dat ze poreus zijn. Dit betekent dat ze kleine composietmaterialen kunnen vormen door andere kleine moleculen in de structuren te hosten. De MOF-composiet die in het onderzoek werd gebruikt, DMOF1 genaamd, werd eerder voorbereid door een aparte onderzoeksgroep aan de Universiteit van Kyoto in Japan. Het Lancaster-team onderzocht het energieopslagpotentieel.

De MOF-poriën zaten vol met moleculen azobenzeen, een verbinding die licht sterk absorbeert. De moleculen werken als fotoschakelaars. Tijdens het testen stelde het team het materiaal bloot aan UV-licht, waardoor de azobenzeenmoleculen van vorm veranderden in een gespannen configuratie in de MOF-poriën. Het proces slaat energie op dezelfde manier op als de potentiële energie van een gebogen veer. De smalle MOF-poriën vangen azobenzeenmoleculen op in een gespannen vorm. De opgeslagen energie komt weer vrij wanneer externe warmte als trigger wordt toegepast in de schakeltoestand. De release is snel, als een veer die recht springt. De warmtestoot kan worden gebruikt om materialen in andere apparaten op te warmen.

Het MOF-composiet is vast, vereist geen vloeibare brandstof, is chemisch stabiel en gemakkelijk te behuizen, waardoor het gemakkelijker wordt om er coatings of zelfstandige apparaten van te ontwikkelen. Er zitten geen bewegende delen in, dus er zijn geen verliezen bij het opslaan en vrijkomen van zonne-energie.

Nader onderzoek wees uit dat het materiaal energie voor minimaal vier maanden kon opslaan.