Pyrimidon funguje na principu takzvaného molekulárního solárního tepelného ukládání energie (MOST)
Vygenerováno v Nano Banana Pro
Slunce na později. Chemici vytvořili materiál, který ukládá solární energii
Nový materiál vyvinutý vědci v Kalifornii slibuje zásadní posun v ukládání solární energie. Místo klasických baterií využívá chemické vazby, do nichž dokáže „uzamknout“ energii ze slunce a uvolnit ji až ve chvíli, kdy je potřeba – třeba v noci nebo během zimy. Technologie by mohla otevřít cestu k jednoduššímu a levnějšímu využití obnovitelných zdrojů.
Redaktor
Solární energie má jeden zásadní problém: když zapadne slunce, výroba končí. Vědci z Kalifornské univerzity v Santa Barbaře nyní přišli s řešením, které by tento limit mohlo obejít. Vyvinuli materiál schopný zachytit sluneční energii, uložit ji do chemických vazeb a uvolnit ji později ve formě tepla – bez potřeby klasických baterií.
Studie publikovaná v prestižním časopise Science popisuje novou molekulu nazvanou pyrimidon, která funguje na principu takzvaného molekulárního solárního tepelného ukládání energie (MOST). Materiál se po vystavení slunečnímu záření „nabije“ a energii si může uchovat dlouhou dobu, než ji na povel uvolní.
„Často to popisujeme jako dobíjecí solární baterii,“ vysvětluje Han Nguyenová, doktorandka z výzkumné skupiny profesorky Grace Han, která je hlavní autorkou studie. „Materiál dokáže energii ze slunce uložit a znovu ji použít.“
Inspirace v DNA
Základ nového materiálu vznikl překvapivě díky inspiraci v biologii. Vědci se při návrhu molekuly inspirovali strukturou DNA, konkrétně jejími částmi, které se při vystavení ultrafialovému záření dokážou reverzibilně měnit.
Tým vytvořil syntetickou verzi této struktury a ve spolupráci s chemiky z UCLA (Kalifornská univerzita v Los Angeles) pomocí výpočetních modelů analyzoval, proč dokáže molekula energii nejen uložit, ale také ji stabilně držet po dlouhou dobu.
„Snažili jsme se vytvořit co nejkompaktnější molekulu. Vše, co nebylo nezbytné, jsme odstranili,“ říká Nguyenová. Cílem bylo dosáhnout co nejvyšší energetické hustoty při minimální velikosti.
Molekulární pružina
Princip fungování připomíná mechanickou pružinu. Když molekula absorbuje sluneční světlo, přepne se do energeticky napjaté struktury, v níž může energii uchovávat. Jakmile dostane impulz – například malé množství tepla nebo katalyzátor – vrátí se do původního stavu a uloženou energii uvolní.
Nový materiál přitom dosahuje energetické hustoty přes 1,6 megajoulu na kilogram. To je přibližně dvojnásobek energetické hustoty běžných lithium-iontových baterií, které se pohybují kolem 0,9 MJ/kg.
Dost energie na vroucí vodu
Klíčový průlom ale přišel ve chvíli, kdy vědci dokázali teorii převést do praxe. Při experimentech totiž teplo uvolněné z molekuly dokázalo přivést vodu k varu – což je v tomto oboru považováno za velmi náročný test.
„Vaření vody je energeticky náročný proces. To, že to dokážeme za běžných podmínek, je velký krok,“ říká Nguyenová.
Technologie by v budoucnu mohla najít využití například při ohřevu vody v domácnostech nebo při vytápění v místech mimo elektrickou síť. Materiál je totiž rozpustný ve vodě, takže by jej bylo možné pumpovat solárními kolektory na střechách, kde by se přes den „nabíjel“, a energii by pak uvolňoval v noci.
Na vývoji technologie se podílí výzkumná skupina profesorky Grace Han, která se dlouhodobě věnuje ukládání sluneční energie do molekulárních struktur a světlem řízeným materiálovým procesům. Výzkum podpořil také program Moore Inventor Fellowship, který Han získala v roce 2025 právě na vývoj těchto „dobíjecích slunečních baterií“.
