Flat hybrid molecules offer hope for large-scale energy storage / Le molecole ibride piane offrono la speranza per l'immagazzinamento di energia su larga scala.
Il MOF investigato dal team USC. Il grigio indica carbonio, il giallo lo zolfo giallo e il viola il cobalto.
Conductive metal-organic frameworks could form basis of storage systems for renewable energy, says US team
The biggest drawback to larger utilisation of renewable energy generation has always been their intermittency. The weather conditions that can be harnessed to generate electricity are, by their nature, transient, and unless energy can be stored and put onto distribution grids when generation is not possible, renewables will struggle to displace power stations that are available around the clock, day in and day out. The search for materials that can effectively store the large amounts of energy necessary and discharge it efficiently has become more intense in recent years.
One promising candidate is the group of materials known as metal-organic frameworks (MOFs). These highly-porous materials have been used in many applications in recent years, from storing gases to catalysing reactions that convert carbon dioxide into fuels. The one barrier to their use in energy storage has been their inability to conduct electricity. The new discovery from chemists at the University of Southern California (USC) may change that.
A group from the USC’s Dornsife College in Los Angeles has published a paper in the Journal of the American Chemical Society describing a MOF containing cobalt and sulphur that, they claim, conducts electricity both like a semiconductor and a metal, with the greatest conductivity occurring at very high and very low temperatures (the semiconducting properties are most pronounced at around 180K (-93°C). This band-like conduction behaviour has never before been observed in a MOF, they state. The compound has a two-dimensional structure somewhat similar to graphene.
“The natural porosity of the metal-organic framework makes it ideal for reducing the mass of material, allowing for lighter, more compact devices,” commented team member Brent Melot. “Metallic conductivity in tandem with other catalytic properties would add to its potential for renewable energy production and storage” added assistant professor Smaranda Marinescu.
ITALIANO
I dispositivi conduttori metallici-organici potrebbero formare la base dei sistemi di stoccaggio per l'energia rinnovabile, afferma un gruppo degli Stati Uniti
Il più grande inconveniente ad una maggiore utilizzazione della produzione di energia rinnovabile è sempre stata la loro intermittenza. Le condizioni meteorologiche che possono essere utilizzate per generare elettricità sono, per loro natura, transitorie e se l'energia non può essere immagazzinata e messo su reti di distribuzione quando la generazione non è possibile, le energie rinnovabili si sforzeranno di spostare le centrali elettriche disponibili 24 ore su 24 durante il giorno e al di fuori della giornata. La ricerca di materiali che possano effettivamente conservare le grandi quantità di energia necessarie e lo scarico in modo efficiente è diventata più intensa negli ultimi anni.
Un promettente candidato è il gruppo di materiali noti come quadri metal-organici (MOF). Questi materiali altamente porosi sono stati utilizzati in molte applicazioni negli ultimi anni, dalla conservazione dei gas alla reazione catalitica che converte l'anidride carbonica nei combustibili. L'unica barriera al loro utilizzo negli stoccaggi energetici è stata la loro incapacità di condurre elettricità. La nuova scoperta dei chimici dell'Università della California meridionale (USC) può cambiare.
Un gruppo del Dornsife College di Los Angeles di USC ha pubblicato un lavoro del Journal of American Chemical Society che descrive un MOF contenente cobalto e zolfo che, essi sostengono, conduce l'elettricità sia come un semiconduttore e un metallo, con la massima conducibilità a temperature molto elevate e molto basse (le proprietà semiconduttive sono più pronunciate a circa 180K (-93 ° C) .Questo comportamento di conduzione a banda non è mai stato osservato in un MOF, e si afferma che il composto ha una struttura bidimensionale un po' simile al grafene.
"La porosità naturale del quadri metallico-organico lo rende ideale per ridurre la massa del materiale, consentendo dispositivi più leggeri e più compatti", commenta Brent Melot, membro del gruppo. "La conduttività metallica in combinazione con altre proprietà catalitiche avrebbe aggiunto il suo potenziale per la produzione e lo stoccaggio di energie rinnovabili" ha aggiunto l'assistente aggiunto Smaranda Marinescu.
Da:
https://www.theengineer.co.uk/flat-hybrid-molecules-energy-storage/?cmpid=tenews_4105694&adg=B69ABBDE-DA23-4BA2-B8C3-86E1E1A9FA79
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