ChemSusChem:偶氮光开关分子太阳能效率的系统评估

  • 150
  • A+

上海交通大学李涛教授团队在ChemSusChem期刊发文对偶氮光开关分子用于太阳能转化的效率进行了系统的评估,揭示了目前的效率水平;文章对影响太阳能效率的参数进行了深入讨论,并基于此提出了效率的提升策略。


太阳能的转化和储存是应对能源危机和可持续性挑战的有效解决方案。作为光化学太阳能存储策略,光开关分子的光异构反应能够吸收太阳光子能量并将其作为化学能储存起来。近年来研究人员致力于新型光开关分子的设计与开发,而太阳能效率这一评估太阳能转换能力的关键基本参数却很少引起关注,有待系统研究。



1

基于此,上海交通大学李涛教授团队对偶氮苯和偶氮吡唑两类典型偶氮分子的初始太阳能效率和依赖滤光片的太阳能效率分别进行了系统计算,并对其决定因素(包括光化学反应量子产率,异构焓,起始吸收波长,光异构产率等)进行了深入探讨。研究发现:(1)所有分子的效率均低于1.0%,远远低于分子光化学太阳能存储的理论上的效率极限;(2)偶氮吡唑类分子的太阳能效率在0.59-0.94%之间,明显高于偶氮苯类分子0.11-0.43%的效率,这得益于前者的量子产率和光异构产率有大幅提高;(3)分子光谱的红移效应对多个参数都有明显的促进作用,有利于效率的提升;(4)滤光片可以有效地提升光异构产率,但缩小了光谱利用范围,最终反而不利于太阳能效率的提升。


根据以上结论,作者提出了提升太阳能效率的方法,例如通过结构设计,开发一类可以在宽光谱范围内进行高产率异构的偶氮分子,以实现对多个效率参数的全面提升。该研究揭示了目前偶氮类分子太阳能效率仍处于较低水平的现状,系统地分析了不同参数对于效率的影响并针对性地提出了效率的提升策略,为储能类偶氮分子的开发提供了参考。

文信息

Solar Efficiency of Azo-Photoswitches for Energy Conversion: A Comprehensive Assessment

Wenjin Sun, Zhichun Shangguan, Xu Zhang, Tongtong Dang, Dr. Zhao-Yang Zhang, Prof. Tao Li


ChemSusChem

DOI: 10.1002/cssc.202300582




weinxin
我的微信
关注我了解更多内容

发表评论

目前评论: