瑞典查爾姆斯理工大學（Chalmers University of Technology）的研究團隊在能源開發上，取得了重要進展。他們開發出一種特殊設計的分子，可以儲存太陽能供日後使用。這項技術已經在今年發表了四篇論文，最新的一篇發表於頗受推崇的《能源與環境科學》期刊（Energy & Environmental Science）。
大約一年前，研究團隊開發出一種能儲存太陽能的分子，這種分子由碳、氫和氮組成，其具有獨特的性質，當被陽光照射時，會轉化為同分異構物（isomer，一種由相同原子組成，但以不同方式結合在一起的分子）而儲存能量。這種異構物能讓能量留待未來使用，例如在夜晚或冬天。
突飛猛進
這種分子在常溫下為液態，適用於目前集熱式的太陽能系統，研究人員將其命名為「分子太陽能熱能儲存」（Molecular Solar Thermal Energy Storage，MOST）。去年，研究團隊在 MOST 的開發方面取得了很大進展。
該研究團隊開發了可控制儲存能量釋放的催化劑。以催化劑充當過濾器，當液體流經過濾器，產生足以使液體升溫 63℃ 的反應。同時，分子恢復到原始形態，這樣就能在系統中重複使用。
研究人員還改進了分子的設計，提高其儲存能力，使同分異構物能儲存能量長達 18 年。這項改進達成了該計畫的目標，儲存化學能源。
此外，該系統以前的液體含有易燃化合物甲苯。但現在研究人員已經找到了去除甲苯的方法，以增加安全性。
實際應用
整體而言，這些進展意味著 MOST 系統現在可以循環運作。首先，液體從建築物屋頂上的太陽能集熱器吸收太陽能，然後儲存在室溫下，讓能量損失降至最低。當需要能量時，將液體流過催化劑提取能量並加熱。這些熱能可被用於家用加熱系統，然後液體再被送回屋頂繼續收集能量。這些過程完全沒有排放溫室氣體，也不會損壞分子。
研究團隊的負責人開士柏·摩夫-波森博士（Kasper Moth-Poulsen）表示：「我們最近取得了許多重大進展，現在我們有了一個全年都能使用且無排放的能源系統。不過還有很多工作要做，我們才剛讓系統運轉起來，接著我們需要確保一切都經過最佳化設計。」
研究團隊對目前的儲能能力感到滿意，但認為還可以收集更多能源。研究團隊希望不久後可實現升溫 110℃ 以上，並認為該技術可在 10 年內投入商業使用。
參考資料：
- Emissions-free energy system saves heat from the summer sun for winter. (2018, October 3). Retrieved November 8, 2018.
- Dreos, A., Wang, Z., Udmark, J., Ström, A., Erhart, P., Börjesson, K., . . . Moth-Poulsen, K. (2018). Liquid Norbornadiene Photoswitches for Solar Energy Storage. Advanced Energy Materials,8(18), 1703401. doi:10.1002/aenm.201703401
- Mansø, M., Petersen, A. U., Wang, Z., Erhart, P., Nielsen, M. B., & Moth-Poulsen, K. (2018). Molecular solar thermal energy storage in photoswitch oligomers increases energy densities and storage times. Nature Communications,9(1). doi:10.1038/s41467-018-04230-8
- Jevric, M., Petersen, A. U., Mansø, M., Kumar Singh, S., Wang, Z., Dreos, A., . . . Moth-Poulsen, K. (2018). Cover Feature: Norbornadiene-Based Photoswitches with Exceptional Combination of Solar Spectrum Match and Long-Term Energy Storage (Chem. Eur. J. 49/2018). Chemistry – A European Journal,24(49), 12735-12735. doi:10.1002/chem.201804035
- Wang, Z., Roffey, A., Losantos, R., Lennartson, A., Jevric, M., Petersen, A. U., . . . Moth-Poulsen, K. (2018). Macroscopic heat release in a molecular solar thermal energy storage system. Energy & Environmental Science. doi:10.1039/c8ee01011k
- 研究團隊網站