Các nhà khoa học tại Đại học California, Santa Barbara (Hoa Kỳ) đã chế tạo một vật liệu mới hoạt động như một loại "pin mặt trời sạc lại được", có khả năng lưu trữ ánh sáng mặt trời bên trong các phân tử siêu nhỏ và giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt khi cần sử dụng.

Năng lượng mặt trời đang phát triển nhanh chóng nhưng vẫn tồn tại một hạn chế lớn đó là tính gián đoạn. Mặt trời không phải lúc nào cũng chiếu sáng, nên việc lưu trữ năng lượng đóng vai trò then chốt. Các hệ thống điện mặt trời hiện nay thường phải đi kèm pin lưu trữ riêng để tích trữ điện năng. Trong khi đó, công nghệ lưu trữ nhiệt mặt trời ở cấp độ phân tử cho phép chính vật liệu tự hấp thụ và lưu trữ năng lượng từ ánh sáng mặt trời.

Vật liệu mới do nhóm nghiên cứu phát triển có mật độ năng lượng lên tới hơn 1,6 megajoule trên mỗi kilôgam. Con số này gấp khoảng hai lần mật độ năng lượng của một viên pin lithium-ion tiêu chuẩn, vốn chỉ ở mức khoảng 0,9 MJ/kg, và cao hơn đáng kể so với các thế hệ công tắc quang học trước đây.

Cơ chế hoạt động dựa trên việc các phân tử hấp thụ ánh sáng mặt trời rồi chuyển sang một trạng thái phân tử có năng lượng cao và bền vững, "khóa" năng lượng đó lại bên trong. Khi cần sử dụng, vật liệu sẽ giải phóng năng lượng đã tích trữ dưới dạng nhiệt. Toàn bộ quá trình diễn ra ngay trong chính vật liệu, không cần đến một hệ thống pin riêng biệt.

Bước đột phá quan trọng của nhóm nghiên cứu là biến mật độ năng lượng cao thành kết quả thực nghiệm rõ ràng. Nhóm nghiên cứu đã chứng minh rằng lượng nhiệt giải phóng từ vật liệu đủ mạnh để đun sôi nước - điều trước đây rất khó đạt được trong lĩnh vực này. Như các nhà khoa học nhấn mạnh, đun sôi nước là một quá trình đòi hỏi nhiều năng lượng.

Nhóm nghiên cứu mô tả vật liệu này như một loại "pin mặt trời sạc lại được": nó có thể hấp thụ ánh sáng mặt trời, lưu trữ năng lượng và tái sử dụng nhiều lần. Với khả năng tích trữ năng lượng cao và giải phóng nhiệt theo nhu cầu, công nghệ này mở ra triển vọng cho các ứng dụng sưởi ấm và cung cấp nhiệt sạch, góp phần giải quyết bài toán lưu trữ năng lượng tái tạo theo hướng bền vững.

N.P.A (NASTIS), theo University of California, Santa Barbara