光开关能够通过不同波长的光子吸收来存储和释放能量,从而用于分子太阳能热能存储应用。近日,布兰迪斯大学Grace G.D. Han报道了供体-受体苯乙烯基吡啶体系可逆[2+2]环加成的固态光子储能。
本文要点:
1) 供体-受体苯乙烯基吡啶衍生物吸收可见光进行分子间[2+2]环加成,并在晶体中形成环丁烷结构,以及在应变化学键中储存高达42kJ/mol的能量,半衰期长达32年。通过紫外线照射或热激活来触发逆转以释放能量,并且在不分解的情况下重复固态能量存储释放过程超过10个循环。
2) 通过改变供体部分和反阴离子上的官能团,作者微调了晶体中的3D堆积以及阳离子分子和阴离子之间的静电相互作用,这决定了化合物的储能性能。这项关于苯乙烯基吡啶储能能力的定量和机理研究,得到了深入的晶体结构分析以及光学和热性能测量的支持,将有助于开发具有超出传统光开关的高性能新型分子太阳能储能材料。
Sungwon Cho et.al Solid-state photon energy storage via reversible [2+2] cycloaddition of donor-acceptor styrylpyrylium system Chem 2023
DOI:10.1016/j.chempr.2023.06.007
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2023.06.007