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可充电分子材料储存太阳能 — 等级 B1 — a close up of a piece of luggage in ice

可充电分子材料储存太阳能CEFR B1

2026年2月24日

改编自 Sean Barton-Sheffield, Futurity CC BY 4.0

照片: Hakii official, Unsplash

等级 B1 – 中级
4 分钟
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一篇发表在 Science 的论文介绍了 UC Santa Barbara 化学家开发的改良分子 pyrimidone。该研究由助理教授 Grace Han 及其团队完成,论文第一作者是博士生 Han Nguyen。研究基于分子太阳热(MOST)理念,并借鉴了 DNA 中可在紫外光下改变构型的成分。

研究者把分子设计得更紧凑、能可逆地改变结构,从而多次储能与释能。团队与 UCLA 的 Ken Houk 合作,利用计算建模解释了为何该分子可以长期稳定地保存能量。分子的行为像一根扭曲的弹簧:光使其进入高能构型,能量被“锁”住,少量热或催化剂会触发回到放松态并释放热量。

该材料的能量密度超过 1.6 兆焦耳/千克,实验中释放的热量足以在常温下把水煮沸。它可溶于水,能通过屋顶采集器泵送并储存在水箱中,适合离网露营供热和住宅热水等应用。研究由 Moore Inventor Fellowship 资助,Han 在 2025 年获得该奖学金。

难词

  • 能量密度每千克含有的能量
  • 储能把能量保存起来
  • 可逆可以回到原来状态
    可逆地
  • 催化剂加速化学反应的物质
  • 构型分子原子排列的形状
  • 离网不依靠公共电网或供能

提示:在文章中将鼠标悬停、聚焦或轻触高亮词语,即可在阅读或听音频时快速查看简要释义。

讨论问题

  • 如果把这种材料用于露营供热,你觉得有什么优点和缺点?
  • 这种可溶于水并能储存热量的材料,家庭使用时最大的挑战可能是什么?
  • 你认为这种分子太阳热技术未来会替代一部分传统供热方式吗?为什么?

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