碳氢化合物分子作为太阳能的供应商和储能解决方案

到目前为止，太阳能发电和存储一直依赖于各种设备，导致转换损失。这种情况可能很快就会改变，因为弗里德里希-亚历山大埃尔兰根-纽伦堡大学(FAU)以及德国、澳大利亚、英国、意大利、瑞典和美国的其他研究机构的化学家正在研究一种可以转化阳光的碳氢化合物分子转化为电能或以化学形式长期保存能量。

这可能为全新的有机太阳能模块铺平道路。使用该分子进行转换和存储的基础原理现已发表在《自然化学》杂志上。

人们对太阳能成为能源转型主要驱动力的希望仍然很高。然而，由于阳光是一种高度不稳定的能源，因此必须找到一种有效存储能源的解决方案。

“到目前为止，我们已将太阳能模块中不会立即消耗的电力转移到电池中，以便在需要时使用，”薄膜材料化学(CTFM)主席JulienBachmann教授解释道。福奥。“通过在化学能和电能之间反复转换，在电池存储过程中至少会损失30%的原始转换能量。”

巴赫曼与CTFM主席博士生迈克尔·博世(MichaelBosch)一起，希望从已知材料中获得新特性，使其根据需要将阳光转化为电能或存储能量。所讨论的材料是降冰片二烯，一种由两个分子环组成的烃异构体。如果降冰片二烯暴露在紫外线下，原子键的部分重组会导致其转化为结构相似但张力更高的四环烷。

巴赫曼解释说：“转换过程已经众所周知，但是迄今为止，研究的重点是以热量的形式回收储存的能量。”“我们的新方法涉及控制过程，使储存的能量也能以电力的形式提供，即使几个月过去了。”

科学家们仍然不完全了解异构体之间转变背后的物理化学机制。来自澳大利亚、英国、意大利、瑞典和美国的研究人员正在与FAU的同事合作，利用光电子能谱更好地了解这一过程。

巴赫曼表示，“我们对光和电化学转化的动力学了解得越多，我们就越能修改分子的设计以适应所需的功能。”

例如，未来研究的目标不仅是使用紫外线激发，而且还利用宽光谱的太阳光来激发电子。“潜力很大，”巴赫曼解释道。“降冰片二烯-四环烷体系的纯能量密度与锂离子电池相当。”

如果研究人员成功地可靠地控制可逆的降冰片二烯-四环烷转化，这不仅会产生一种高效的太阳能模块，也适合储存电力。这种有机碳氢化合物材料的生产也具有成本效益，不需要稀有金属，并且在其生命周期结束时易于处置或以环保的方式回收。

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