Химики из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре разработали молекулу, которая может поглощать солнечный свет, хранить его энергию в химических связях, а затем отдавать ее в виде тепла. Исследователи называют такой подход “перезаряжаемой солнечной батареей”.
Материал создан на основе модифицированной органической молекулы пиримидона. Под действием света она переходит в напряженное высокоэнергетическое состояние – примерно как сжатая пружина. В таком виде молекула может долго удерживать энергию, а при внешнем запуске, например под действием небольшого количества тепла или катализатора, возвращается в исходное состояние и выделяет тепло.
Идея похожа на работу фотохромных очков: на солнце линзы темнеют, а в помещении снова становятся прозрачными. Только здесь обратимое изменение нужно не для цвета, а для накопления энергии. По словам ведущего автора исследования Хана Нгуена, материал можно использовать много раз: он заряжается светом, отдает тепло и снова готов к “зарядке”.
Главный результат – высокая плотность энергии. Молекула запасает более 1,6 мегаджоуля на килограмм. Это выше, чем у обычной литий-ионной батареи, для которой приводят показатель около 0,9 МДж/кг. В лабораторном эксперименте накопленного тепла хватило, чтобы вскипятить небольшое количество воды.
Такая система не заменяет солнечные панели напрямую: она хранит не электричество, а тепло. Зато в будущем ее можно использовать для подогрева воды, автономного отопления или солнечных коллекторов, где жидкость днем накапливает энергию, а ночью отдает тепло.
Пока это лабораторная разработка. Ученым еще предстоит расширить диапазон солнечного света, который молекула способна поглощать, повысить стабильность системы и понять, как масштабировать технологию для реальных домов или промышленных установок.
