Химики из UC Santa Barbara представили новый органический материал на основе молекулы pyrimidone, который улавливает солнечный свет, хранит энергию в химических связях и по запросу отдает её в виде тепла. Конструкция опирается на концепцию молекулярного солнечного теплового накопления (MOST) и создана по образцу компонента ДНК, способного менять форму под УФ‑светом. Исследователи сделали синтетическую версию с обратимым структурным изменением и компактным дизайном.
По словам ведущего автора Han Nguyen, команда исключила ненужные фрагменты молекулы, а вычислительные расчёты, выполненные вместе с Ken Houk (UCLA), помогли объяснить высокую стабильность и способность удерживать энергию в течение лет без потерь. Молекула ведёт себя как скрученная пружина: под воздействием солнца она переходит в напряжённую форму и сохраняет энергию до срабатывания триггера — небольшого повышения температуры или добавления катализатора.
Новая молекула имеет энергетическую плотность более 1.6 мегаджоулей на килограмм, тогда как у стандартной литий‑ионной батареи около 0.9 MJ/kg. В лабораторных опытах выделяемого тепла хватило, чтобы закипятить воду при обычных условиях — важный рубеж для MOST‑исследований. Поскольку материал растворим в воде, его можно прокачивать через солнечные коллекторы на крыше и хранить в баках, чтобы отдавать тепло ночью.
Возможные применения включают автономное отопление для кемпинга и бытовой нагрев воды; соавтор Benjamin Baker отмечает, что сам материал хранит солнечный свет без дополнительной батарейной системы. Исследование поддержано стипендией Moore Inventor Fellowship, которую Han получила в 2025 году.
Сложные слова
- накопление — процесс сохранения энергии или ресурсовнакопления
- обратимый — можно вернуть в первоначальное состояниеобратимым
- энергетическая плотность — количество энергии на единицу массыэнергетическую плотность
- катализатор — вещество, ускоряющее химическую реакцию без изменения себякатализатора
- растворимый — может смешиваться с жидкостью, чаще с водойрастворим
- триггер — сигнал или событие, запускающее процесстриггера
- химическая связь — взаимодействие между атомами, удерживающее их вместехимических связях
Подсказка: наведите, сфокусируйтесь или нажмите на выделенные слова, чтобы увидеть краткие определения прямо во время чтения или прослушивания.
Вопросы для обсуждения
- Какие преимущества и недостатки у хранения солнечной энергии в химических связях по сравнению с традиционными батареями?
- Какие практические проблемы могут возникнуть при использовании растворимого материала в системах отопления домов?
- В каких бытовых ситуациях вы бы применили такую систему накопления тепла и почему?
Похожие статьи
У многих собак в США встречаются признаки страха
Анализ данных владельцев показывает, что признаки страха или тревоги часто наблюдаются у домашних собак в США. Исследование указывает на обычные триггеры, возможный вред длительного стресса и необходимость ранней проверки поведения.
Филиппины: инвестиции в энергетику и рост «red-tagging»
Правительство Филиппин сняло ограничения на иностранное владение проектами в солнечной, ветровой и океанской энергетике. Одновременно усилилась практика «red-tagging», из‑за которой НПО и активисты сталкиваются с преследованием и перебоями в помощи пострадавшим от тайфунов.
