等级 B2 – 中高级CEFR B2
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加州大学圣塔芭芭拉的团队在 Science 上发表论文，报道了一种经改造的有机分子 pyrimidone，可将白天的太阳光以化学键形式储存并在需要时释放为热能。该设计沿用了分子太阳热（Molecular Solar Thermal, MOST）的能量存储理念，并受 DNA 中某种在紫外光下可改变构型的成分启发。
论文第一作者是博士生 Han Nguyen，团队由助理教授 Grace Han 领导，并与 UCLA 的 Ken Houk 合作进行计算建模。研究者通过使分子更紧凑并去除不必要的部分，合成了一种可逆结构变化的改良体，使其能多次充放能且在多年内保持稳定。分子的工作原理类似一根受应变的扭曲弹簧：光照使其进入高能构型，能量被“锁”住，少量热或催化剂可触发其回到低能放松态以释放热量，团队也将其称为“可充电的太阳能电池”。
该新分子能量密度超过 1.6 兆焦耳/千克，而标准锂离子电池约为 0.9 MJ/kg。实验中释放的热量在常温下就能把水煮沸。由于材料可溶于水，它可以在白天通过屋顶太阳能采集器被泵送并充能，然后储存在水箱中以在夜间提供热能。潜在应用包括离网露营供热和住宅热水。合著者 Benjamin Baker 指出，该材料本身就能储存阳光，而不需要额外的电池系统。该研究得到 Moore Inventor Fellowship 的资助，Han 在 2025 年获得该奖学金以推进这一技术开发。
- 发表期刊：Science
- 核心概念：分子太阳热（MOST）
- 可能应用：露营和住宅热水
难词
- 分子太阳热 — 用分子方法储存太阳能的理念
- 构型 — 分子中原子三维排列的形态
- 能量密度 — 单位质量或体积包含的能量
- 化学键 — 原子之间的连接并含有能量
- 可逆 — 能回到原来状态的变化
- 催化剂 — 让反应变快但自身不消耗的物质
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讨论问题
- 与传统锂电池相比，这种用分子存热的技术有哪些潜在优势和可能的限制？请说明理由。
- 文章提到材料可溶于水并可通过屋顶采集器泵送充能。你认为在实际住宅系统中实施这种设计时，需要注意哪些安全或维护问题？
- 这种材料适合优先用于偏远离网地区还是城市家庭？请谈谈你的看法并给出至少一个理由或例子。
