可再生能源存储的新方案

新型二维金属混合物，高效充电，最终存储可再生能源。

科学家进行了长期研究，旨在找到新一代能促成可再生能源的收集和存储革命的材料。

金属有机框架是备选方案之一。科学家们使用这些极为细小且灵活的超薄型多孔晶体结构来完成所有工作，包括捕获碳并将其转换为能源来储存氢气和其他气体。它们最大的缺点在于缺乏导电性。

目前，据南加州大学科学家的研究成果显示，金属有机框架可像金属一样导电。

这一发现开启了一扇新大门，在未来，金属有机框架可有效储存几乎无法想象的大量可再生能源。

“这是我们首次证实金属有机框架可以表现出类似金属的导电性。金属有机框架的天然孔隙使得其成为了减少材料质量的理想选择，从而使设备更轻质，更紧凑，”南加州大学Dornsife文理学院化学助理教授Brent Melot说道。

“金属导电性与其他催化性能相结合将增加其可再生能源生产和储存，”南加州大学Dornsife文理学院化学助理教授Smaranda Marinescu说道。

他们的发现公布在《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）期刊上。

用于长期储存可再生能源的新型催化剂

金属有机框架的多孔性使得其十分适合吸收和储存气体，如氢气和二氧化碳。它们的存储方式高度集中：1克表面面积可提供相当于几千平方英尺的储存空间。

太阳能尚未被作为一种能源来进行最大化利用。地球一小时从太阳光中获得的能比地球一年消耗的都要多。但是目前没有办法使用这种能量，因为无法保存所有的能量。这种间歇性现象几乎是所有可再生能源的固有特性，除非在太阳照射或风吹到的地方，否则就无法获得和储存能量。

如果有一天，科学家和各行业能够定期重现Marinescu所演示出来的能力，这将会大大减少间歇现象，让我们最终利用太阳能，使其成为持久且永久的资源。

金属或半导体：为什么不是二者兼有

金属有机框架为二维结构，含有钴、硫和碳原子。从许多方面来看，它们非常类似于石墨烯材料，也是一层非常薄的二维透明材料。

随着温度降低，金属导电性更强。相反地，半导体导电性会随着温度上升变得更强。

在Marinescu研究团队所执行的实验中，研究员们使用以钴为基材的金属有机框架，可模拟金属和半导体在不同温度下的导电性。科学家们设计的金属有机框架在极低和极高温度下都表现出最大的导电性。

本研究的作者包括通讯作者和南加州大学Dornsife文理学院的化学助理教授Marinescu和Melot，以及第一作者Andrew Clough和Courtney Downes、Ashley de la Rosa，还有南加州大学Dornsife文理学院Marinescu研究团队的Joseph Yoo。共同作者为巴斯大学的Jonathan Skelton和伦敦帝国理工学院的Aron Walsh。该研究由南加州大学Dornsife文理学院和女性科学和工程学会以及美国海军研究办公室提供资助。

编辑：Ian Chaffee

头图：南加州大学科学家使用以钴为基材的金属有机框架，紫色代表钴，黄色代表硫，灰色代表碳。（摄影/Smaranda Marinescu）