科学家用“液态电池”存住太阳能

加州大学圣塔芭芭拉分校（UCSB）的格蕾丝·韩副教授及其团队在《科学》杂志上发表了一项突破性研究：他们设计出一种基于改良有机分子‘嘧啶酮’的新材料，实现了高效、可重复利用的太阳能热能存储。这种技术属于‘分子太阳能热能存储（MOST）’范畴——不同于光伏板将阳光直接转为电能，该材料像被压缩的弹簧一样，吸光后进入高能量、亚稳态的‘张力构型’，并能长期稳定储热（数年无明显衰减）；只需施加少量热量或催化剂作为‘触发信号’，它便迅速恢复原状，将储存的能量全部转化为可用热能。研究人员受DNA结构启发——天然DNA中的嘧啶碱基可在紫外光下可逆变形，团队据此合成出具有类似可逆变构特性的分子，并通过精简分子结构（去除所有非必要基团）实现轻量化与高紧凑性。计算化学专家肯·霍克教授（UCLA）参与建模，揭示了其长效储热的机理。实验证明，该材料1公斤可储热逾1.6兆焦耳（MJ/kg），远高于锂离子电池的约0.9 MJ/kg，也优于以往光学储能材料；更关键的是，它释放的热量足以在室温环境下将水煮沸——这在同类研究中极为罕见，标志着从理论储能迈向实用热能输出的重要一步。由于材料可溶于水，未来有望集成于屋顶太阳能集热系统：白天在循环液中吸光储热，夜间将热水送入储罐供热。相比传统光伏+电池方案，该技术让‘储能介质’本身成为‘可充电的阳光电池’，省去额外电池系统，特别适合露营、偏远地区供暖或家庭生活热水等离网场景。本项目获2025年摩尔发明家奖学金支持。