Новая молекула превращает солнечный свет в тепло по требованию

Разработка представляет собой модифицированную органическую молекулу под названием пиримидон. «Это многоразовая концепция, — объясняет докторант Хан Нгуен. — Подобно фотохромным очкам, которые темнеют на солнце и светлеют в помещении, наша молекула обратимо меняет состояние. Только вместо цвета она меняет энергетику, накапливая тепло и высвобождая его по циклу». Интересно, что структура молекулы напоминает компонент ДНК, способный к обратимым изменениям под УФ-лучами.

Молекула работает как механическая пружина: на солнце она скручивается в напряжённую форму и сохраняет это состояние годами. Под воздействием катализатора или тепла она расслабляется, выделяя накопленную энергию. «Мы описываем это как перезаряжаемую солнечную батарею», — говорит Нгуен. Плотность энергии материала впечатляет: 1,6 мегаджоуля на килограмм — вдвое больше, чем у литий-ионных аккумуляторов.

Ключевой прорыв в том, что исследователям впервые удалось превратить эту энергию в ощутимый результат: выделяемого тепла хватило, чтобы вскипятить воду. «Кипячение воды — очень энергоёмкий процесс, и мы добились этого в обычных условиях», — отмечает Нгуен. Это открывает путь к практическому применению: от походных обогревателей до отопления домов.

Материал растворим в воде, поэтому его можно закачивать в солнечные коллекторы на крыше для зарядки днём и хранить в резервуарах для обогрева ночью. «В отличие от обычных панелей, которым нужны дополнительные аккумуляторы, здесь сам материал служит накопителем», — поясняет соавтор исследования Бенджамин Бейкер.