2026/02/28 中時新聞網 江飛宇

太陽能一直是可再生能源的主流，它環保、低碳，而且建設速度快，規模成績容易展現，所以多數的政府都喜歡它。然而，太陽能始終存在一個根本問題：太陽下山後，光電板便停止運作，必須仰賴額外的儲能設備，不僅增加系統複雜度，也提高投資成本。所幸，加州大學聖塔芭芭拉分校（UCSB）的化學家們似乎已開發出一種無須額外儲能電池的解決方案。

《前瞻》（Futurity）報導，一篇發表於《科學》（Science）期刊的論文中，副教授格蕾絲．韓（Grace Han）與其研究團隊詳細介紹了一種熱感應材料。該材料能在吸收陽光熱能後，將能量儲存在化學鍵中，並依需求以熱能形式釋放。

有趣的是，這種材料並非傳統化學物質，而是偏向有機生化領域。它是一種名為「嘧啶酮」（pyrimidone）的改質有機分子，研究團隊是從生物 DNA 的某段結構中獲得靈感並加以設計的。

研究成員之一、論文第一作者阮（Han Nguyen）博士生表示：「想想光照變色的太陽眼鏡。在室內時鏡片是透明的，走到陽光下會自動變暗，回到室內又恢復透明。」

他進一步說明：「我們感興趣的正是這種可逆變化。不同的是，我們不是要改變顏色，而是利用相同原理來儲存能量，在需要時釋放，並能反覆使用這種材料。」

為了合成這種分子，研究團隊從 DNA 的結構中找到製備靈感，因為嘧啶酮的結構與 DNA 中某種成分相似，而該成分在紫外線照射下會產生可逆的結構變化。

透過人工合成這種結構，研究人員成功創造出一種能夠可逆地儲存與釋放能量的分子。他們並與加州大學洛杉磯分校（UCLA）的胡克教授（Ken Houk）合作，探討該分子能長期穩定儲能、且多年不衰減的原因。

傳統太陽能板是將光能轉換為電能，而這套系統則是將光能轉換為化學能。這種分子就像一個機械彈簧：在陽光照射下，它會扭曲成高能量、受張力的狀態，並維持此狀態，直到受到特定觸發條件——例如少量熱能或催化劑——才會回復原狀，並將能量以熱能形式釋放。

阮表示：「我們通常把它形容為一種可充電的太陽能電池。它能儲存陽光，也能反覆充放。」

該團隊研發的新型分子具有極高的能量密度，可說是「威力十足」。其能量密度超過每公斤 160 萬焦耳，約為標準鋰離子電池（每公斤約 90 萬焦耳）的兩倍。

研究團隊的另一項關鍵突破，在於成功將高能量密度轉化為實際可用的成果。研究證明，這種材料所釋放的熱量「足以將水煮沸」，這在過去相關研究領域中相當罕見。

這項技術為多種實際應用開啟可能性，從露營時的夜間供暖，到家庭熱水供應皆可望受惠。由於這種材料可溶於水，未來或許能將其注入屋頂太陽能集熱系統，在白天充能後儲存在水箱中，於夜間提供熱能。

這項研究獲得摩爾發明獎（Moore Inventor Fellowship）的資金支持，目前正朝量產化方向邁進。

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