加州大学圣塔芭芭拉分校的化学家们研发出一种能储存阳光的分子，它可将能量储存在化学键中多年，并在需要时释放出足以煮沸水的热量。这种名为嘧啶酮的改性有机化合物属于分子太阳能热能储存领域，与传统太阳能电池板不同，它直接将太阳能储存在分子结构中，避免了笨重的电池或复杂电网基础设施。

该分子由Grace Han副教授团队设计，其作用类似机械弹簧。当暴露在阳光下时，它会扭曲成高能构型，并保持这种紧张状态，直到被热量或催化剂激活，迅速恢复原状并释放储存的能量。Han Group的博士生、论文主要作者Han Nguyen表示：“这个概念是可重复使用和可回收的，类似于光致变色太阳镜的可逆变化原理，但我们利用它来储存和释放能量。”

为了构建这种分子，研究人员从DNA中获得灵感，嘧啶酮的结构类似于DNA中一种在紫外光下可逆变化的成分。通过合成工程版本，团队创造了一种既能储存能量又保持多年稳定的紧凑分子。Nguyen说：“我们优先考虑了轻量、紧凑的分子设计，删除了所有不必要部分，使分子尽可能紧凑。”团队还与加州大学洛杉矶分校的Ken Houk合作，使用计算模型来理解分子在保持能量储存时的稳定性机制。

这种储存阳光的分子能量密度超过每公斤1.6兆焦耳，大约是典型锂离子电池能量密度的两倍，也超过了前几代光学能量储存系统。在实验室测试中，释放的热量在环境条件下足以煮沸水，标志着从理论性能向实际应用的转变。Nguyen指出：“煮沸水是一个能量密集型过程，能在环境条件下实现是一个重大成就。”

潜在应用包括离网露营系统和住宅热水供应。由于该材料溶于水，它可以在白天通过屋顶太阳能集热器循环，将能量储存在水箱中，并在夜间释放热量。合著者Benjamin Baker说：“使用太阳能电池板需要额外电池系统来储存能量，而分子太阳能热能储存中，材料本身就能储存来自阳光的能量。”这项研究结果已发表在《科学》杂志上。