维度网讯，加州大学圣塔芭芭拉分校的研究人员开发出一种分子太阳能电池，能够捕获光能并将其储存在化学结构中，随后按需以热的形式释放，该项技术的能量密度超过1.6 MJ/kg，可在环境条件下将水煮沸。

太阳能供热应用面临的一大挑战是能量储存，以克服对日光的依赖。该团队开发的分子名为嘧啶酮（pirimidona），在阳光照射下会改变结构进入高能态，之后可释放储存的热能。这项研究发表在《科学》杂志上，属于分子太阳能热储存（MOST）技术领域。与传统太阳能电池板将光能转化为电能不同，MOST系统直接将能量储存在分子内部。

研究第一作者阮涵（Nguyen Han）将分子工作原理比作压缩弹簧。嘧啶酮在被光激活时吸收能量，随后在触发时释放该能量。研究人员强调过程具有可逆性，该材料可以多次储存和释放能量，且未发现降解现象。阮涵表示，正是这种可逆变化引起了研究兴趣，团队不是利用其改变颜色，而是运用相同原理来储存能量并重复使用材料。

研究人员从DNA结构和光致变色材料（如变色镜片）中汲取灵感，这些系统在光照下会发生可逆的形状变化。该分子的结构模仿了DNA中对紫外线有反应的成分。在加州大学洛杉矶分校（UCLA）的KN Houk计算支持下，团队优化了化合物，使其更稳定并能更长时间地保存能量。阮涵表示，分子设计追求简单，团队去除了被认为不必要的元素，以构建一个紧凑且高效的太阳能储存结构。

该材料的能量密度超过1.6 MJ/kg，高于典型锂离子电池的约0.9 MJ/kg。这一性能被认为对MOST系统具有重要意义，因为该分子能够在环境条件下提供足够能量将水煮沸。嘧啶酮的溶解性也为用于太阳能集热器开辟了道路，该材料可在系统中循环，白天储存能量，随后释放热量。合著者本杰明·贝克（Benjamin Baker）指出，两者的实际区别在于，太阳能电池板需要额外的电池系统，而分子太阳能热储存材料本身就能储存光能。

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