Storing energy with molecular photoisomers
Reviewartikel, 2021

Some molecular photoisomers can be isomerized to a metastable high-energy state by exposure to light. These molecules can then be thermally or catalytically converted back to their initial state, releasing heat in the process. Such a reversible photochemical process has been considered for developing molecular solar thermal (MOST) systems. In this review, we introduce the concept, criteria, and state-of-the-art of MOST systems, with an emphasis on the three most promising molecular systems: norbornadiene/quadricyclane, E/Z-azobenzene, and dihydroazulene/vinylheptafulvene. After discussing the fundamental working principles, we focus on molecular design strategies for improving solar energy storage performance, remaining challenges, and potential focus areas. Finally, we summarize the current molecular incorporation into functional devices and conclude with a perspective on challenges and future directions.

photoisomers

photoswitches

energy storage

solar energy

Författare

Zhihang Wang

Chalmers, Kemi och kemiteknik, Tillämpad kemi

Paul Erhart

Chalmers, Fysik, Kondenserad materie- och materialteori

Tao Li

Shanghai Jiao Tong University

Chinese Academy of Sciences

Zhao Yang Zhang

Shanghai Jiao Tong University

Diego Sampedro

Universidad de La Rioja

Zhiyu Hu

Shanghai Jiao Tong University

Hermann A. Wegner

Justus-Liebig-Universität Gießen

Olaf Brummel

Friedrich-Alexander-Universität Erlangen Nurnberg (FAU)

Jörg Libuda

Friedrich-Alexander-Universität Erlangen Nurnberg (FAU)

M. B. Nielsen

Köpenhamns universitet

Kasper Moth-Poulsen

Chalmers, Kemi och kemiteknik, Tillämpad kemi

Institucio Catalana de Recerca i Estudis Avancats

Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB-CSIC)

Joule

25424351 (eISSN)

Vol. 5 12 3116-3136

Fasbeteende och elektroniska egenskaper hos halogenid-perovskiter från simulering på atomskala

Vetenskapsrådet (VR) (2020-04935), 2020-12-01 -- 2024-11-30.

Wallenberg Nanokatalys KMP

Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse (21250075), 2016-01-01 -- 2020-12-31.

Datorbaserad materialutveckling för transportegenskaper

Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse, 2015-07-01 -- 2020-06-30.

Molecular Solar Thermal energy storage systems (MOST)

Europeiska kommissionen (EU) (EC/H2020/951801), 2020-09-01 -- 2024-02-29.

Energimyndigheten (2019-010724), 2019-05-07 -- 2019-09-03.

Ämneskategorier

Produktionsteknik, arbetsvetenskap och ergonomi

Övrig annan teknik

Atom- och molekylfysik och optik

Energisystem

Styrkeområden

Nanovetenskap och nanoteknik

Materialvetenskap

Infrastruktur

C3SE (Chalmers Centre for Computational Science and Engineering)

DOI

10.1016/j.joule.2021.11.001

Mer information

Senast uppdaterat

2023-12-21