梁鸿瑞: 加州大学圣芭芭拉分校的科学家们刚

发布日期:2026-04-29 22:44    点击次数:197

加州大学圣芭芭拉分校的科学家们刚刚创造出一种分子,它能像可充电电池一样储存阳光。

该研究发表在《科学》杂志上,研究人员设计了一种基于嘧啶酮的系统,它能捕获太阳能并将其锁定在一种称为Dewar嘧啶酮的高能量形式中。

当暴露在紫外光(~300 nm)下时,该分子会发生光异构化,转变为一种应变结构,将能量储存在其化学键中。

它的强大之处在于,这种能量可以储存数年,然后随时作为热量释放出来,只需用热量或酸催化剂触发该分子即可。

该系统实现了约1.6 MJ/kg的能量密度,几乎是锂离子电池的2倍。

在实验中,储存的能量强大到能在几秒钟内煮沸水,证明这不仅仅是理论。

该分子还受DNA化学启发,设计得紧凑、稳定,甚至能在水基环境中工作。

这是分子太阳能热(MOST)能量存储这一新兴领域的一部分,在该领域中,材料本身就充当太阳能电池。

它不是将阳光转化为电能,而是直接将其作为化学能储存。

这项研究确实非常新颖,其相关成果已于 2026年2月12日 正式发表在顶级学术期刊 《科学》(Science) 上。

以下是该论文的核心发表信息:

论文题目:Molecular solar thermal energy storage in Dewar pyrimidone beyond 1.6 MJ/kg(Dewar 嘧啶酮中超过 1.6 MJ/kg 的分子太阳能热能储存)。

通讯作者:Grace G. D. Han(韩教授),她领导着加州大学圣塔芭芭拉分校(UC Santa Barbara)的化学研究小组。

第一作者:Han P. Q. Nguyen,是该实验室的一名博士生。

合作机构:该研究还得到了加州大学洛杉矶分校(UCLA)计算化学家 Ken Houk 团队的协助,通过计算机模型解释了分子如何实现长效储存。

论文揭示的关键突破

创纪录的能量密度:该分子系统的储能密度达到了 1.65 MJ/kg,是之前同类分子材料的 1.6倍 以上,甚至几乎是标准锂离子电池(约 0.9 MJ/kg)的两倍。

长期稳定性:这种“杜瓦(Dewar)异构体”结构非常稳定,在室温下的半衰期可达 481天,这意味着可以在夏天储存能量,等到半年后的冬天再释放。

瞬间释放热量:在酸催化剂的作用下,仅 107 毫克的这种材料就能在 0.5 秒内 让约 0.5 毫升的水沸腾。

环境友好:该系统不含溶剂,且与水环境兼容,非常适合开发基于水的家庭供暖系统。



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