斯洛文尼亚国家化学研究所：新型沸石咪唑酯骨架材料衍生的氮掺杂碳-LiCl复合材料用于太阳能驱动的吸附式热电池

该研究针对太阳能吸附热电池（STB）中储热材料的关键瓶颈，提出基于沸石咪唑酯骨架（ZIF）衍生氮掺杂碳（ZDC）为载体的LiCl复合材料。背景：传统吸湿性盐LiCl储热密度高但在低湿度下循环稳定性差、易潮解和团聚，传统多孔碳在低湿度下的水吸附容量有限。研究目的：构建具有分级多孔结构、高比表面积及优异亲水性的氮掺杂碳基载体，以提升LiCl复合材料的储热性能。结论：通过绿色合成ZIF-90与ZIF-94前驱体，在950°C热解获得比表面积达842 m²/g的氮掺杂无序多孔碳（ZDC），再通过初湿浸渍法负载LiCl。在30°C吸附、120°C脱附、10°C冷凝/蒸发的工况下，ZDC-90-Li20与ZDC-94-Li20的最大水吸附量达0.69 g/g，储热容量约2100 kJ/kg，体积储热密度高达966.9 kWh/m³，且在50次循环中无衰减。固态¹H MAS NMR揭示了微孔中强受限水与介孔中相对自由水的不同状态。该复合材料解决了盐基储热材料的稳定性难题，展现了在太阳能低温储热领域的巨大应用潜力。