太阳能热燃料中能量转换的热力学极限
材料科学
2018-12-11 v1 统计力学
摘要
太阳能热燃料（STFs）是一种正重新受到关注的非常规太阳能转换与存储范式。在该概念中，材料吸收阳光并通过诱导的结构变化以化学方式存储能量，随后可逆向释放热量。偶氮苯分子即为一例，其具有具备这些性质的顺反 photoisomerization，并可通过化学取代及连接至碳纳米管、小分子或聚合物等模板进行调控。类比于光伏的Shockley-Queisser极限，我们从基本热力学考量分析STFs可达的最大效率。微观可逆性因荧光对光异构化量子产率给出了一个界，而与光化学细节无关。我们强调分析亚稳分子自由能（而非仅焓）的重要性，并发现转换为存储化学能的效率极限等于Shockley-Queisser极限。近期高通量搜索得到的STF候选物依据该效率极限进行了分析。
引用
@article{arxiv.1811.08020,
title = {Thermodynamic limits to energy conversion in solar thermal fuels},
author = {David A Strubbe and Jeffrey C Grossman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.08020},
year = {2018}
}
备注
16 pages, 4 figures