分子太阳能热能储存系统 (MOST)，可储存太阳能长达 18 年

这项由瑞典查尔姆斯理工大学开发的研究可能会根据需要使用储存的太阳能来实现自充电电子设备。查尔默斯化学与化学工程系教授 Kasper Moth-Poulsen 分享了这项研究。

随着人口和财富的增加，全球能源需求继续增长。不幸的是，传统的化石燃料是有限的，并且没有广泛分布在我们的星球上。与此同时，燃烧化石燃料已经产生了严重的环境和健康影响，包括全球变暖和空气污染。

太阳能是地球上最丰富的可再生能源之一。此前估计，每年地球表面对入射光子的吸收和散射约为每年世界一次能源消耗的 7000-8000 倍。因此，太阳能技术的发展可以潜在地缓解世界日益增长的能源压力。

分子太阳能热储能系统

在各种基于太阳能的技术中，一个较少被发现的系统，称为分子太阳能热能储存系统 (MOST)，具有可再生和无排放能源生产的潜力。该系统是一个基于特殊设计的不含重金属的有机光开关分子的封闭能量系统。当这种材料暴露在阳光下时，它会改变形状，变成一种富含能量的异构体——一种由相同原子组成但以不同方式排列在一起的分子。然后可以储存异构体以备后用。

为了按需释放储存的能量，固定床催化剂可以将储存的能量作为潜热触发，同时将分子恢复到原来的形状，因此可以作为太阳能加热电池重复使用（图 1）。理想情况下，我们估计多达 21% 的入射阳光可以存储在这样的系统中。最近，经过优化的系统经过优化，现在可以将能量储存长达 18 年。

图1

储存的太阳能可用于发电

除了储存太阳能用于加热之外，人们还可以将储存的太阳能用于发电。我们与中国上海的研究人员合作在 Cell Reports Physical Science 上发表的新研究将太阳能系统更进一步，详细说明了如何将其与紧凑的微米级热电发电机相结合，将太阳能转化为电能（图 2）。

图2

从本质上讲，瑞典的阳光最初被储存在我们专门设计的分子中，并被送到世界的另一端。然后将这些带电材料放在热电发电机上，并在中国成功发电。

该研究在早期阶段提出时已经引起了全世界的极大兴趣。进一步强调，这是一种非常紧凑的本地太阳能发电机，其运行方式与传统的光伏电池存储组合完全不同。特别是，它可以在几个月内在半个地球上充电和放电。