Kemičari na UC Santa Barbara razvili su molekulu koja ima sposobnost apsorbirati sunčevu svjetlost, godinama je pohranjuje u kemijskim vezama i oslobađa je kao toplinu dovoljno snažnu da prokuha vodu. Materijal, modificirani organski spoj nazvan pirimidon, može se nazvati dijelom novog područja interesa znanstvenika, nazvanog Molecular Solar Thermal energy storage ili MOST. Umjesto pretvaranja sunčeve svjetlosti u električnu energiju poput tradicionalnih solarnih panela, molekula pohranjuje sunčevu energiju izravno unutar svoje strukture i oslobađa je kada se aktivira.
Izvanredna profesorica Grace Han i njezin tim dizajnirali su molekulu da djeluje poput mehaničke opruge. Kada je izložena sunčevoj svjetlosti, ona se uvija u visokoenergetsku konfiguraciju. Ostaje zaključana u tom napetom stanju dok je ne aktivira toplina ili katalizator i tada oslobađa pohranjenu energiju kao toplinu. Ovaj pristup izbjegava glomazne baterije ili složenu mrežnu infrastrukturu. Pohranjuje solarnu energiju u kompaktnom molekularnom obliku koji se može više puta ponovno koristiti.
– Koncept se može ponovno upotrijebiti i reciklirati – rekao je Han Nguyen, doktorand i glavni autor rada.
– Zamislite fotokromatske sunčane naočale. Kad ste unutra, to su samo prozirne leće. Izađete na sunce i one same potamne. Vratite se unutra i leće ponovno postanu prozirne – nastavio je Nguyen.
– Ta vrsta reverzibilne promjene je ono što nas zanima. Samo umjesto promjene boje, želimo koristiti istu ideju za pohranu energije, oslobađanje kada nam je potrebna, a zatim ponovno korištenje materijala.
Kako bi pronašli odgovarajući spoj za molekulu, znanstvenici su se inspirirali DNK-om. Struktura pirimidona nalikuje komponenti u DNK koja može proći kroz reverzibilne promjene pod UV svjetlom. Inženjeringom sintetske verzije, tim je stvorio molekulu sposobnu za pohranu energije, a istovremeno će ostati stabilna godinama. Molekula isporučuje više od 1,6 megadžula po kilogramu gustoće energije. To je otprilike dvostruko više od gustoće energije tipične litij-ionske baterije, koja u prosjeku iznosi oko 0,9 MJ/kg.
Također premašuje prethodne generacije optičkih sustava za pohranu energije.
– Sa solarnim panelima potreban vam je dodatni sustav baterija za pohranu energije. S molekularnim skladištenjem solarne toplinske energije, sam materijal može pohraniti tu energiju iz sunčeve svjetlosti.
Nalazi su objavljeni u časopisu Science.
