用光开关彻底改变太阳能存储-DG城市

一项开创性的研究已经确定了可以改善太阳能存储的分子光开关。利用量子计算，研究人员分析了一个大型数据库，以找到最适合这项技术的分子，这标志着在无排放太阳能利用方面迈出了重要一步。

优化用于太阳能收集的分子光开关。
可以转换和储存能量的分子光开关可用于提高太阳能收集效率。一组研究人员使用量子计算方法找到了一种特别有效的分子结构。正如该团队在《Angewandte Chemie》杂志上所描述的那样，他们的程序基于超过400,000个分子的数据集，他们筛选了这些分子以找到太阳能存储材料的最佳分子结构。

MOST项目：新的太阳能途径
目前，太阳能要么直接用于发电，要么通过储存在储热器中的能量间接使用。第三种途径可能涉及首先将来自太阳的能量储存在光敏材料中，然后根据需要释放。欧盟支持的MOST（“分子太阳能热能存储”）项目正在探索光开关等分子，这些分子可以在室温下吸收和储存太阳能，以实现完全无排放的太阳能利用。

哥本哈根大学（丹麦）的Kurt V. Mikkelsen和巴塞罗那加泰罗尼亚工业大学（西班牙）的Kasper Moth-Poulsen的研究团队仔细研究了最适合这项任务的光电开关。他们研究了被称为双环二烯的分子，它们在被照亮时会切换到高能状态。这种双环二烯系统最突出的例子被称为降冰片二烯四环烷，但存在大量类似的候选者。研究人员解释说：“由此产生的化学空间由大约466,000个双环二烯组成，我们已经筛选了它们在MOST技术中的潜在适用性。

创新的筛选方法和有希望的发现

筛选这种规模的数据库通常由机器学习完成，但这需要大量基于真实世界实验的训练数据，而该团队没有这些数据。使用先前开发的算法和新颖的评估分数“eta”，对数据库分子的筛选和评估产生了一个明确的结果：所有六个得分最高的分子在结构的关键点上都与原始的降冰片二烯四环烷系统不同。研究人员得出结论，这种结构变化，即双环部分两个碳环之间的分子桥的扩展，使新分子能够储存比原始降冰片二烯更多的能量。

研究人员的工作证明了优化太阳能存储分子的潜力。然而，新分子必须首先在真实条件下合成和测试。“即使这些系统可以合成制备，也不能保证它们可溶于相关溶剂，并且它们实际上会像我们在eta中假设的那样以高产量或根本无法进行光开关，”作者警告说。