新型分子太阳能储存系统突破技术瓶颈
美国加州大学圣塔芭芭拉分校与洛杉矶分校研究团队在《科学》杂志发表论文，宣布开发出一种基于DNA光损伤反应原理的分子太阳能储存系统（MOST）。该技术通过将能量存储在分子键中，实现太阳能的长期储存与按需释放，能量密度达1.65兆焦/千克，远超此前同类技术。
技术原理与突破
该系统利用2-嘧啶酮衍生物分子，在阳光照射下形成双环结构储存能量。研究人员发现，这种分子在吸收UV-A和UV-B光谱（占太阳光谱5%）后，能形成稳定的Dewar异构体，储存效率是锂离子电池的1.7倍。特别的是，该液体燃料无需溶剂即可直接使用，且与水环境兼容，解决了传统系统依赖有毒溶剂的问题。
实验成果与挑战
实验显示，该分子在室温条件下能量储存半衰期可达481天，通过20次充放电循环后性能衰减可忽略。但研究人员指出，当前系统仅吸收5%的太阳光谱，量子产率不足10%，且需酸性催化剂引发能量释放。团队提出可通过固体酸催化表面解决催化剂分离问题。
应用前景
研究人员设想的供暖系统包括屋顶光伏板、地下室储罐和热交换器。该技术若实现商业化，可减少全球建筑供暖领域对化石燃料的依赖。论文DOI:10.1126/science.aec6413
编辑点评
这项研究在能源储存领域具有里程碑意义，其液态分子燃料特性解决了传统MOST系统依赖溶剂的致命缺陷。当前全球供暖需求中66%仍由化石燃料满足（数据未显示），中国作为世界最大能源消费国，若能实现该技术产业化，将显著提升可再生能源利用率。但需注意到技术成熟度不足：其光谱吸收范围仅覆盖太阳辐射的5%，能量转换效率距离实用化仍有差距。国际能源署数据显示，建筑供暖占全球碳排放的28%，该技术若突破效率瓶颈，可能推动全球能源结构转型。中国正在推进新型储能技术研发，此类分子储能技术与现有光伏产业结合，或成为实现双碳目标的关键路径。未来研究重点将聚焦光谱扩展、催化剂分离和系统规模化，预计5-10年内可见初步应用。