Güneş ışığını kimyasal enerjiye çeviren yeni molekül ^{CEFR B2}

Doçent Grace Han ve ekibi, Science dergisinde yayımlanan çalışmada pyrimidone adlı modifiye organik molekülü tanıttı. Tasarım Molecular Solar Thermal (MOST) yaklaşımına dayanıyor ve UV ışığı altında şekil değiştiren bir DNA bileşeninden esinlenildi. Araştırmacılar, DNA’daki tek yönlü değişime karşın tersine dönebilen sentetik bir yapı geliştirdiler; böylece enerji birçok kez depolanıp serbest bırakılabiliyor.

Molekül burkulmuş bir yay gibi davranıyor: güneş ışığı onu gerilimli, yüksek enerjili bir şekle sokuyor ve bu hal kilitleniyor. Küçük bir ısı artışı veya bir katalizör tetikleyicisi molekülü gevşetince depolanan enerji ısı olarak açığa çıkıyor. Yeni molekülün enerji yoğunluğu 1.6 megajoules per kilogram’den fazla olarak bildirildi; bu, standart lityum-iyon pil için belirtilen yaklaşık 0.9 MJ/kg ile karşılaştırıldı. Deneylerde açığa çıkan ısı ortam koşullarında suyu kaynatacak kadar güçlü bulundu ve bu MOST araştırması için bir dönüm noktası olarak kaydedildi.

Grup, molekülden gereksiz parçaları çıkararak kompakt bir tasarım elde etti ve UCLA’dan Ken Houk ile yapılan hesaplamalı modellemeyle molekülün uzun süre kararlı kaldığını gösterdi. Malzemenin suda çözünebilir olması, çatıya monte güneş kolektörleri aracılığıyla gündüz pompalayıp gece tanklarda saklanabilmesini sağlıyor. Olası uygulamalar arasında kamp için şebekeden bağımsız ısıtma ve konut su ısıtması bulunuyor. Ortak yazar ve doktora öğrencisi Benjamin Baker, malzemenin ek bir pil sistemine gerek duymadan güneş ışığını içinde sakladığını vurguladı.

Araştırma, Han’ın 2025’te bu "şarj edilebilir güneş bataryaları"nın geliştirilmesini sürdürmek üzere aldığı Moore Inventor Fellowship desteğiyle finanse edildi.