Исследователи из Университета Калифорнии, Санта-Барбара, представили уникальный молекулярный накопитель энергии, который они называют «перезаряжаемой солнечной батареей». Этот инновационный материал способен поглощать солнечную энергию, аккумулировать её в химических связях и высвобождать в виде тепла даже через несколько лет после накопления.
Об этом сообщает ProIT
Как работает новая технология накопления энергии
Результаты исследования опубликованы в журнале Science. Под руководством профессора Грейс Хан группа ученых работала над технологией Molecular Solar Thermal (MOST). Она позволяет хранить солнечную энергию без привлечения традиционных аккумуляторов или электросети. В основе разработки — органическая молекула пиримидона, которая действует подобно фотохромным очкам: изменяет свои свойства под воздействием света и возвращается в исходное состояние в темноте.
“Представьте фотохромные очки. В помещении это обычные прозрачные линзы. Выходите на солнце — и они темнеют сами собой. Возвращаетесь в помещение — и линзы снова становятся прозрачными. Именно такой обратимый процесс нас и интересует. Только вместо изменения цвета мы хотим использовать тот же принцип для накопления энергии, её высвобождения по мере необходимости и повторного использования материала”, — объяснил докторант Han Group и ведущий автор исследования Хан Нгуен.
Исследователи отмечают, что вдохновением для создания молекулы стала структура ДНК, в частности её способность изменять форму под воздействием ультрафиолетового излучения. С помощью компьютерного моделирования команда вместе с профессором Кеном Гоуком смогла выяснить, почему пиримидон сохраняет энергию так стабильно на протяжении длительного времени.
Преимущества и возможности применения
Новый материал принципиально отличается от классических солнечных панелей: он не преобразует свет сразу в электроэнергию, а аккумулирует его в виде химической энергии. После поглощения солнечного света молекула переходит в высокоэнергетическое состояние и может оставаться в нём до момента, когда получит сигнал для высвобождения — например, тепло или катализатор.
Учёные акцентируют внимание на плотности хранения энергии: материал может аккумулировать более 1,6 мегаджоуля на килограмм, что значительно превышает показатели обычных литий-ионных батарей (примерно 0,9 МДж/кг). Во время экспериментов команда продемонстрировала, что этой энергии достаточно для кипячения воды при комнатной температуре, что стало одним из главных достижений исследования.
Технология имеет широкие перспективы для применения: автономные системы отопления, туристическое снаряжение, домашние водонагреватели. Поскольку материал растворяется в воде, его можно циркулировать через солнечные коллекторы днём, а накопленное тепло использовать ночью из специальных резервуаров.
Проект получил финансирование в рамках программы Moore Inventor Fellowship. Грейс Хан была отмечена этой стипендией в 2025 году для дальнейшего развития технологии перезаряжаемых солнечных батарей.