德國(guó)烏爾姆大學(xué)和耶拿大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)最近成功開(kāi)發(fā)了一款創(chuàng)新的共聚物電池，這種電池能夠?qū)⑻?yáng)能儲(chǔ)存數(shù)日，并在需要時(shí)以綠色氫氣的形式釋放能量。根據(jù)相關(guān)新聞稿，這款共聚物電池的充放電過(guò)程可以通過(guò)調(diào)節(jié)pH值來(lái)控制，實(shí)現(xiàn)高效的能量轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)。

在全球努力減少化石燃料依賴(lài)的背景下，太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生能源正得到廣泛應(yīng)用。然而，對(duì)于某些高能量密度需求的領(lǐng)域，氫氣作為一種替代能源展現(xiàn)出較大潛力。它燃燒后僅產(chǎn)生水，為能源密集型應(yīng)用提供了無(wú)碳解決方案。但傳統(tǒng)氫氣生產(chǎn)方式往往伴隨碳排放，而綠色氫氣則通過(guò)太陽(yáng)能或風(fēng)能生產(chǎn)，更具環(huán)保優(yōu)勢(shì)。

為了改進(jìn)綠色氫氣的生產(chǎn)與存儲(chǔ)，耶拿大學(xué)的烏爾里希·舒伯特和烏爾姆大學(xué)的斯文·勞帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)向共聚物分子。共聚物是由多種有機(jī)單元構(gòu)成的大分子，具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)并可集成特定功能。在這款共聚物電池中，研究人員采用了水溶性共聚物，其增強(qiáng)的氧化還原活性是關(guān)鍵功能單元。

當(dāng)暴露在陽(yáng)光下時(shí)，該共聚物電池的充電效率可達(dá)80%，并能保持充電狀態(tài)多天。放電時(shí)，通過(guò)添加酸和析氫催化劑，儲(chǔ)存的電子與質(zhì)子結(jié)合釋放氫氣，此過(guò)程效率高達(dá)72%。這種基于共聚物的系統(tǒng)具有可逆的氧化還原反應(yīng)，放電后可重新充電，支持多次循環(huán)使用。

pH值在該共聚物電池中扮演雙重角色：既是充放電的開(kāi)關(guān)，也是充電狀態(tài)的視覺(jué)指示器。放電時(shí)，酸的存在使系統(tǒng)顏色從紫色變?yōu)辄S色;充電時(shí)，顏色恢復(fù)為紫色，表明電池已就緒，可釋放氫氣供多種用途，如驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)或生產(chǎn)清潔電力。

“該項(xiàng)目還具有科學(xué)意義，因?yàn)樗Y(jié)合了化學(xué)領(lǐng)域中通常很少有接觸點(diǎn)的不同概念：即大分子聚合物化學(xué)和光催化，”勞在新聞稿中補(bǔ)充道。

“這些結(jié)果為成本效益高、可擴(kuò)展的太陽(yáng)能存儲(chǔ)技術(shù)開(kāi)辟了新前景——并為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的、基于化學(xué)的能源經(jīng)濟(jì)提供了重要構(gòu)建模塊，”舒伯特總結(jié)道。相關(guān)研究成果已發(fā)表在《自然通訊》雜志上。