这是一篇发表在《科学》(Science)杂志上的重要研究论文,题为《Dewar嘧

梁鸿瑞 2026-02-25 01:27:14

这是一篇发表在《科学》(Science)杂志上的重要研究论文,题为《Dewar嘧啶酮中超过1.6 MJ/kg的分子太阳能热能存储》(Molecular solar thermal energy storage in Dewar pyrimidone beyond 1.6 MJ/kg)。 这项研究由加州大学圣巴巴拉分校(UCSB)的 Grace G. D. Han 教授团队与加州大学洛杉矶分校(UCLA)的 K. N. Houk 教授团队合作完成,于 2026年2月12日 首次发布。 核心研究成果 超高储能密度: 该系统实现了 1.65 MJ/kg(约 228 kJ/mol)的能量密度。这一数值比现有的领先技术提升了约 60%-160%,且大约是标准锂离子电池(约 0.9 MJ/kg)能量密度的 两倍。 创新机制: 受 DNA 架构及其光损伤修复机制的启发,研究人员开发了一种基于嘧啶酮(pyrimidone)的分子太阳能热能存储(MOST)系统。 储能过程: 在 300 nm(UV-B 波段)的光照激发下,嘧啶酮分子会发生光异构化,转化为高能量的、具有应力的 Dewar 异构体,从而将太阳能锁定在化学键中。 按需释放热量: 这种存储的能量可以在需要时通过 酸催化剂 或热量触发释放。在实验演示中,仅 107 毫克的材料释放的热量就足以在 0.5 秒内使约 0.5 毫升的水沸腾。 可持续性与兼容性: 该系统采用无溶剂操作,并能与 水环境 兼容,克服了该领域长期以来在受控热量提取和转移方面的重大障碍。 应用前景 这项技术的进步为 去中心化太阳能热存储 和 离网能源解决方案 提供了新的方向,可应用于便携式热源(如露营)、家庭热水系统、甚至是季节性能源存储(夏季充电,冬季供暖)。 目前该技术仍面临一些挑战,如目前主要依赖紫外光充电且充电时间较长,未来需要改进以利用更广泛的可见光谱。

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