分子太陽熱能儲存技術新突破！能量密度達鋰離子電池兩倍

加州大學聖塔芭芭拉（UC Santa Barbara）分校的化學家提出一種不需要笨重電池或電網的太陽熱能儲存解決方案。他們將該方案暱稱為「可充能太陽電池」，但該方案並不需要搭配電池或儲能系統，其合成改造的新材料本身就能充當儲存太陽熱能的「電池」角色，其所儲存的太陽熱能可以保存好幾年，並可以重複充能。他們已將研究成果發表在《科學》期刊上。

該研究團隊在論文中詳細介紹了一種名為 pyrimidone 的新材料，能夠捕捉陽光並儲存在化學鍵中，可在需要時以熱的形式釋放出來。這種可重複使用且可回收的材料是一種經過改造的有機分子，堪稱是分子太陽能熱能（Molecular Solar Thermal，MOST）儲存技術的最新進展。

由於 DNA 分子中存在一種成分，在紫外線照射下會產生可逆的結構變化。該團隊能製造出這種分子，就是受到 DNA 分子該成分特性的啟發。因為 pyrimidone 的結構與 DNA 中該成分相似。

透過設計這種結構的合成版本，團隊製造出一種能夠可逆儲存與釋放能量的分子。在加州大學洛杉磯分校（UCLA）教授的協助下，他們利用計算模型來理解該分子何以能儲存能量的原因，並且在不損失儲存能量的情況下穩定保存多年。

這個新分子的性能十分強大，其能量密度超過每公斤 1.6 兆焦耳，大約是標準鋰離子電池（約 0.9 MJ/kg）能量密度的兩倍。研究人員並展示了在常溫環境下這種材料所釋放的熱量足以將水煮沸，並且表示這是一項「重大成就」。

以往使用太陽能板，需要額外的電池系統來儲存能量。如今在全新的分子太陽熱能儲存中，材料本身就能儲存來自陽光的能量。

由於這種材料可溶於水，它因此能以液體的形式透過幫浦打送到屋頂上的太陽能集熱器，以便在白天完成充能，然後儲存在儲槽中，到了夜間便能提供熱能。未來，這項全新分子太陽能熱能儲存技術將將適用於許多應用場景，包括露營時的離網供暖及住宅熱水系統等。