科學家研發「日光寶瓶」：陽光存儲在液體中，釋放時迅速升溫63度

太陽熱能燃料就像是一個可充電電池，只是不需要充電，它的運行機制是吸收太陽光能後存儲，需要時再轉化為熱量釋放出去。如果我們可以把太陽能瓶裝，當烏雲遮蔽的時候，它就可用熱能來驅動家庭和工廠設施。

科學家們努力了數十年，想尋找到一種方式利用取之不盡的光能。現在瑞典的研究人員有了顯著的進展。他們已經開發出一種可吸收太陽光能量的特製流體，這種流體可以保持數月甚至數年，然後在需要時將其釋放。如果這種太陽熱能燃料工藝可以不斷完善，也許爭議頗多的化石燃料未來可能會被取代，這有助於幫助人類解決全球變暖危機。

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瑞典哥德堡，查爾姆斯理工大學物理大樓的屋頂上，莫斯保爾森建立了一個原型系統，用於測試他的研究小組創造的新型太陽能熱能燃料。當透明管內的流體被泵驅動循環時，來自太陽的紫外線光激發其分子進入能量狀態。光會重新排列燃料中的碳，氫和氮原子之間的鍵，將一種被稱為降冰片二烯的複合物轉化為為另一種稱為四環烷的化合物 。由於能量被困在強烈的化學鍵中，四環烷即便在冷卻時也可以保留捕獲的太陽能。

為了提取儲存的能量，莫斯保爾森將活化燃料通過鈷基催化劑，四環烷分子會變形回到降冰片二烯的形式，這種轉變會釋放出大量的熱量，足以將燃料的溫度提高63攝氏度。如果燃料在約21攝氏度的室溫下產生反應，它會迅速升溫至約84攝氏度，住宅或者房子會很輕鬆地被加熱。你也可以把熱能用於熱水器，洗碗機或衣物烘乾機。它還可以應用在大量的工業領域中。低溫熱能還可以用於烹調，殺菌，漂白，蒸餾和其他商業運作。

太陽熱能燃料可以存儲在房屋或工廠內的非絕緣罐中 ，還可以通過太陽能農場和城市之間的管道或卡車進行運輸。反應中只會消耗非常少的燃料或催化劑，因此系統可以在閉環中運行，這種流體吸收太陽能後可以多次反覆釋放熱量。研究人員在實驗過程中共進行了125次循環，並沒有發現任何明顯的能量遞減。

根據莫斯保爾森的計算，該小組研發的熱能燃料中最好的變種每公斤最多能儲存250瓦時的能量。這大約是特斯拉動力電池能量牆的兩倍，現在一些房主和公用事業公司用它來儲存太陽能電池板產生的電能。

莫斯保爾森的研究讓該領域科學家非常興奮。20世紀70年代科學家對降冰片二烯燃料進行了大量研究，但是燃料在幾個循環後會不斷下降。他們不能夠長時間保持能量，他們必須與有毒溶劑混合，而這種溶劑會稀釋能量吸收燃。這個問題一度阻礙了科學家的研究進展。

陸續發表的該項研究的新成果已經引起了敏銳的投資者的關注。許多公司正在與這個科研小組聯繫，探討商業化的潛力。儘管太陽能熱能燃料前景廣闊，但仍需要數年發展才可能實現真正開發利用。關鍵的下一步將是開發一種單一燃料，綜合了科研小組目前開發出的多種燃料變體的最佳特性：包括長保質期，高能量密度和良好的可循環利用性。

現在還不清楚莫斯保爾森開發的這種燃料商業化後的大約價格是多少，另外還有一個需要考量的重要因素就是燃料的效率，目前的效率非常低。這種原型燃料只對最短波長的陽光作出反應，包括紫外線和藍色，它們只佔可用太陽能的5%。研究人員正在努力擴大燃料的敏感性，使其包含更多的頻譜。

現在的研究可以將燃料溫度提高63攝氏度，莫斯保爾森對於打破這個記錄非常有信心。當這些熱量被輸入到到由傳統太陽能集熱器預熱到40攝氏度或更高溫度的水中時，剛好足夠把水燒成蒸汽。蒸汽可以驅動渦輪機發電。研究人員認為隨著化學結構的進一步優化，有可能實現80攝氏度甚至更高的升溫。

美國，中國，德國等多個國家目前都在研究如何利用太陽能熱量，如果瑞典科學家的方式真的可以實現產業化，那將是一場革命性的成果。

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