环球时报

西班牙《非常有趣》杂志5月21日文章，原题：把阳光装进瓶子里：科学家发明“液态太阳能电池”，存光数年后还能烧开一壶水 我们想象这样一个场景：在西班牙炎热的夏天，你把灿烂的阳光“装进”一个瓶子里。几个月后，到了阴冷的冬天，再打开这个瓶子，里面储存的太阳能被释放出来，直接把一壶水烧开。这听起来像科幻小说里的设定，但如今，科学家正在让它逐渐变成现实。近日，来自美国加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校的研究团队在美国《科学》期刊上发表了一项突破性成果：他们研发出一种特殊的液体，能够将太阳能“锁”进分子结构中，保存数年之久，并在需要的时候释放出来，产生足以烧开水的热量。这项技术或许会改变我们对“储能”的理解。

提到太阳能，人们首先想到的是屋顶上的光伏板。如今，人类已经能够高效地把阳光转化为电能，但有一个问题始终没有彻底解决：太阳下山以后怎么办？白天阳光充足时，光伏板源源不断地产生电力；到了夜晚或者阴天，发电量骤降，而人们依然需要照明、供暖和各种电器。因此，储能成为新能源发展的关键。

目前最主流的方案是锂离子电池。无论是新能源汽车还是家庭储能设备，大多依赖这种技术。然而锂电池也存在明显缺点，例如原材料开采成本高；长时间使用后性能衰减；大规模储能价格昂贵；不适合储存几个月甚至几年的能量。换句话说，我们已经学会“收集阳光”，却没掌握“长期保存阳光”的技术。

于是科学家开始思考一个大胆的问题：如果不储存电，而是直接储存太阳光本身的能量，会怎么样？新技术的核心思路非常巧妙。大家小时候可能玩过弹簧。当你压缩弹簧时，实际上是在往里面储存能量。只要保持压缩状态，这些能量就一直存在；一旦松开，弹簧就会释放能量。科学家设计的这种特殊分子，就像一个微观世界里的弹簧。当太阳光照射到充满嘧啶酮分子的液体时，分子会吸收光子的能量，并发生结构变化。这个过程被称为“光异构化”。原本稳定的分子结构会变成一种新的形态，而太阳能就被“锁定”在新的化学键结构之中。神奇的是，这种状态极其稳定。很多类似材料只能维持几分钟或几小时，而这次研究中的分子能够保持这种高能状态数年之久。就像一个被压缩后却不会自动弹开的弹簧。因此，阳光实际上被储存在了分子内部。

储存只是第一步。更重要的是如何把能量取出来。研究人员采用了一种类似“开关”的结构。当需要使用能量时，只需让液体经过一种含钴催化剂的反应装置。催化剂会触发分子恢复到原来的状态。就像松开被压缩的弹簧一样。而在恢复过程中，之前储存在化学键中的能量会迅速释放出来，转化为热量。实验中，研究人员观察到温度瞬间上升超过100摄氏度。最高可达到比环境温度高约110摄氏度的水平。这个数字意味着这种液体释放的热量已经足以把水烧开。对于储热技术来说，这是一个重要的里程碑。因为许多实验室技术只能让温度升高十几度或几十度，而烧开水意味着它已跨过实际应用的门槛。

这项研究还有一个有趣的细节。科学家在设计分子时，借鉴了DNA碱基的结构特点。DNA中的碱基经过数十亿年的进化，具有极强的稳定性和可逆性。它们能够长期存在，同时还能参与复杂的化学反应。研究人员受到启发，设计出一种基于嘧啶酮的分子结构。这种结构既能吸收太阳能，又能反复切换状态而不容易损坏。换句话说，大自然可能早已为人类提供了答案。很多前沿科技的发展，都不是在模仿机器，而是在向生命学习。

过去几十年，人类一直在研究如何把更多电子“塞”进电池里。而这项新技术提供了另一种思路：也许未来储能不一定依赖电子，我们可以直接把阳光储存在分子里，像储存粮食一样储存能量。

今天，它只是实验室里的一瓶特殊液体。明天，它或许会成为连接夏天与冬天的桥梁。当人类真正学会把阳光装进瓶子，能源变革的故事可能才刚刚开始。（作者塞萨尔·诺拉格达，罗润译）