随着世界寻找更多的可再生能源，太阳能一直是每个人脑海中浮现的一个来源。尽管使用太阳能的前景充满希望，但太阳能作为主要能源的可行性和长期成功的一个主要障碍是我们储存能量的能力。

为了真正使家庭与电网脱钩，我们需要大容量电池在白天储存太阳能，以便在晚上或没有阳光的情况下使用。

 

A high-level overview of a solar energy system.

太阳能系统的高级概述。图片由Green Times提供

 

虽然有很多研发工作要解决这个确切的问题，但瑞典查尔默斯大学的一组研究人员正在采取一种截然不同的方法。最近，该小组发表了一篇论文，表明他们使用了一种独特的工艺，成功地将来自太阳的能量储存为液体，然后将其直接用作电力。

在这篇文章中，我们将介绍这项技术的研究、潜在应用以及未来可能面临的挑战。

 

查尔默大学的M.O.s.T系统

该小组研究的基础是他们极其新颖的太阳能储存方式，称为分子太阳能热能储存系统（MOST）。

 

Molecular structure and absorption of MOST molecules.

MOST分子的分子结构和吸收。图片由Wang等人提供

 

MOST系统最初开发于十多年前，是一种特殊的储能系统，利用由碳、氢和氮组成的独特分子。这种化学结构具有独特的性质，当暴露在阳光下时，分子中的原子会重新排列，使分子处于更高的能量状态。

这种重塑可能有效地成为一种能量储存形式，研究人员声称已经找到了一种以液体形式储存分子的方法，使能量可以储存长达18年。

通过这种方式，MOST系统可以直接作为化学能长期存储太阳能。这种方法与传统的储存太阳能的方法形成了对比，传统的储存方法包括使用光伏电池将太阳能转换为电能，然后将该能量作为化学能储存在电池中。

 

能源存储团队合作

在先前研究的基础上，MOST背后的研究人员最近发表了一篇新论文，表明他们可以成功地将这些储存的太阳能转换为可用的电力。

正如他们在《细胞报告物理科学》上发表的论文所述，研究人员与上海交通大学的另一组研究人员合作。此次合作希望将MOST系统与上海交通新开发的超薄微机电系统（MEMS）热电发电机（TEG）芯片相结合。

总的来说，MOST的研究人员表明，他们可以使用一种独特的催化剂来刺激储存分子以热量的形式释放储存的能量，并恢复到原来的形状。然后，这种热释放被MEMS TEG阵列捕获，结果是总电输出功率为0.1nW，相当于1.3W/m3..

 

The researchers connected their MOST system to a MEMS-TEG chip. Image from Wang et al.

研究人员将他们的MOST系统连接到MEMS-TEG芯片上。图片由Wang等人提供

 

总的来说，这个实验是研究人员第一次成功地从他们的MOST系统中产生电力。这种功率输出成功地持续了24分钟，产生的总电能为0.44 Wh/m3..

 

克服未来的挑战

虽然这项技术很吸引人，但在成为主流之前，还有许多重大的技术挑战需要克服。

根据研究人员的说法，此前曾估计，一个“理想”的液体MOST设备可以储存高达21%的太阳能，以备日后产生热量。再加上标准TEG的效率，相当于10%，这意味着目前只有2.1%的太阳能可以发电。

如果这些研究人员能够随着技术的成熟克服效率低下的挑战，这项研究就有可能对可再生能源的未来产生重大影响。