加州大學聖塔芭芭拉分校的化學家們開發出一種能夠捕捉陽光的分子，將其以化學鍵的形式儲存多年，並釋放出足以煮沸水的熱量。這種材料是一種改良的有機化合物，稱為 pyrimidone，屬於一個日益成長的領域，即分子太陽熱能儲存（Molecular Solar Thermal energy storage，簡稱 MOST）。與傳統的太陽能電池板將陽光轉換為電力不同，該分子能夠直接在其結構中儲存太陽能，並在觸發後釋放出來。
哈恩教授及其團隊設計的這種分子像是一個機械彈簧。當暴露在陽光下時，它會扭轉成一種高能量的配置，並保持在這種緊繃的狀態，直到被熱量或催化劑激活，此時它會反彈回原來的狀態，並以熱能的形式釋放儲存的能量。這種方法省去了笨重的電池或複雜的電網基礎設施，能夠以緊湊的分子形式重複使用太陽能。
根據哈恩小組的博士生哈恩·阮的說法，這一概念是可重複使用和可回收的。她舉例說明了光變色太陽眼鏡的原理：當身處室內時，它們是透明的鏡片；走到戶外時，鏡片會自動變暗；再回到室內時，鏡片又會變回透明。阮表示，這種可逆的變化正是他們感興趣的領域。只是與變色不同，他們希望利用相同的原理來儲存能量，在需要時釋放出來，然後重複利用材料。
在構建這種分子時，研究人員尋求DNA的啟發。pyrimidone結構類似於DNA中的一個組件，能夠在紫外光下經歷可逆變化。通過工程化合成版本，團隊創造出一種能夠穩定儲存能量的分子，並能保持多年穩定。他們與洛杉磯加州大學的肯·霍克合作，使用計算建模來理解這種分子在儲存能量的同時如何保持穩定性。
這種分子的設計旨在保持輕巧和緊湊。阮表示：「我們優先考慮輕量化和緊湊的分子設計。對於這個項目，我們刪除了所有不必要的部分，將多餘的內容去掉，使分子儘可能緊湊。」
這種分子每公斤能提供超過 1.6 兆焦耳的能量密度，這大約是典型鋰離子電池（平均約 0.9 MJ/kg）能量密度的兩倍。此外，它也超過了先前世代的光學能量儲存系統。在實驗室測試中，釋放的熱量足以在常規條件下煮沸水。這一里程碑標誌著從理論性能向實際應用的轉變。阮指出，煮沸水是一個能量密集的過程，能在環境條件下煮沸水是一項重大成就。
該技術的潛在應用範圍從離網露營系統到住宅熱水供應。由於這種材料能溶解於水，它可以在白天通過屋頂太陽能集熱器循環，將能量儲存在水箱中，並在夜間釋放熱量。共同作者本傑明·貝克表示，使用太陽能電池板時，需要額外的電池系統來儲存能量，而分子太陽熱能儲存技術則能讓材料本身儲存來自陽光的能量。這些研究結果已發表在《科學》雜誌上。
