Molekül speichert Sonnenlicht als Wärme ^{CEFR B1}

In einem Aufsatz in der Fachzeitschrift Science beschreiben Associate Professor Grace Han und ihr Team ein modifiziertes organisches Molekül mit dem Namen pyrimidone. Das Design baut auf dem MOST-Konzept auf und ist von einer DNA-Komponente inspiriert, die sich unter UV-Licht verformen kann. Die Forschenden entwickelten eine synthetische Variante, die reversibel ihre Struktur ändert, sodass Energie viele Male gespeichert und wieder abgegeben werden kann.

Die Promovierende Han Nguyen, Erstautorin der Arbeit, sagte, das Team habe ein kompaktes Design gewählt und unnötige Teile entfernt. Die Gruppe arbeitete mit Ken Houk an der UCLA zusammen und nutzte computergestützte Modellierung, um zu erklären, warum das Molekül Energie halten kann und jahrelang stabil bleibt.

Das Molekül wirkt wie eine verdrehte Feder: Sonnenlicht versetzt es in eine gespannte, energieärmere Form. Ein Auslöser wie geringe Wärme oder ein Katalysator führt es zurück in den entspannten Zustand und setzt Wärme frei. Die Energiedichte liegt bei mehr als 1.6 MJ/kg, zum Vergleich hat eine Standard-Lithium-Ionen-Batterie etwa 0.9 MJ/kg. In Experimenten erzeugte die freigesetzte Wärme genug Energie, um Wasser bei Umgebungsbedingungen zu kochen. Das Material löst sich in Wasser und lässt sich durch dachmontierte Kollektoren pumpen und in Tanks speichern; mögliche Anwendungen sind netzferne Heizung beim Camping und Warmwasser im Haushalt. Coautor Benjamin Baker betont, dass das Material das Sonnenlicht direkt speichert, ohne ein zusätzliches Batteriesystem.