人类几个世纪以来一直梦想着捕获自然能量并储存以便稍后使用。太阳,作为丰富但间歇性的来源,提出了一个挑战:白天阳光明媚,但我们的能源需求是恒定的。
到目前为止,主要的解决方案是将太阳光转化为电力并储存在电池中,但成本高且效率损失大。
加州的创新
由副教授Grace Han领导的加州大学圣塔芭芭拉分校的研究人员开发了一种分子太阳能热储存系统(MOST)。该技术的核心是一种含有改性嘧啶酮分子的液体,它对阳光作出反应:
- 接收到光时,分子改变形状并充满能量,就像一个微观弹簧。
- 它们可以在这种状态下保持一年以上(481天)而不失去能量。
- 当需要热量时,只需施加刺激(热或酸催化剂),它们就会释放积累的能量。
这个循环可以无限重复,使液体成为一个可重复使用且稳定的太阳能储存库。

性能和测试
实验室的结果是有力的:
- 释放的热量足以在环境条件下煮沸水,展示了其实用的威力。
- 能量密度达到每公斤1.6 MJ,大约是传统锂离子电池的两倍。
- 由于是液体,扩展性简单:只需增加溶液体积并储存在罐或管道中。
- 潜在应用
使用的可能性很广:
- 住宅:热水供应、供暖和减少能源账单。
- 工业:低温和中温热过程的脱碳。
- 季节性储存:在夏季储存太阳能并在冬季使用,这在电池中很难实现。
- 混合系统:与光伏、太阳能热和热泵集成。
甚至考虑与热电发电机一起使用,这将允许按需生产电力。
相对于电池的优势
该系统消除了与电-化学-电双重转换相关的损失。此外,它不依赖于锂或钴等关键材料,这使其成为更可持续的替代方案,并减少对复杂供应链的依赖。
加州开发的液体代表了一个安静但关键的进步,为能源转型铺平了道路。它不会取代所有电池,但可以填补一个关键的空白:清洁、持久和可重复使用的热储存。其在实际规模上的成功可能会改变我们利用每一缕阳光的方式,为家庭、工业和城市提供实用的解决方案。



