白天充能、晚上分解，美国大学开发新型化学储能材料

美国西北大学（NorthwesternUniversity）研究团队开发出一种新型化学储能材料，可先利用光、电等能量将电子储存在材料中，并于数个月后释放，驱动污染物分解、氧化反应及光催化等化学制程。研究团队表示，这是首度有材料通过“自行重组”完成储能，有望突破传统光催化必须持续照光才能运作的限制。

研究团队指出，该材料在未充能时是一种黄色液体，由许多小型分子聚集而成。当受到可见光、电流、化学燃料或X光等能量刺激后，分子会吸收电子，并重新排列组装成长条状的超分子结构，使原本的黄色液体转变为具有导电性的黑色水凝胶。

与一般储能材料不同，这项技术最大的特色在于，材料吸收电子的同时，也会改变自身结构，借由重新组装形成更稳定的状态，进一步提高电子的保存能力。研究团队表示，在无氧环境下，这些电子可稳定保存长达数个月。

研究人员强调，这项技术并非锂离子电池，也不是可直接输出电力的储能系统，而是将能量以电子形式储存在材料内，属于化学氧化还原能（RedoxEnergy）的储存方式。

当需要使用能量时，只要接触氧气，氧气便会接收材料中的电子，并产生活性氧（ReactiveOxygenSpecies，ROS）。这些高活性的分子可进一步驱动氧化反应，因此释放出的并非电流，而是可用于化学反应的氧化能力。

研究团队将这项技术称为“暗光催化”（DarkPhotocatalysis）。不同于传统光催化必须在光照下持续进行反应，新材料可先利用白天的光能完成充能，再将电子储存在材料内，待夜间或无光环境时，再释放电子驱动氧化反应，让化学反应得以持续进行。

研究人员认为，这种将能量与化学反应分离的方式，可望提升光催化材料的使用弹性，突破过去只能“有光才能反应”的限制。

由于活性氧具有强大的氧化能力，研究团队表示，这项技术未来可望应用于污染物降解、有机化学合成、表面杀菌消毒及环境治理等领域。例如，可先利用太阳能完成材料充能，再于夜间持续分解有机污染物，提升光催化系统的运作时间与效率。

研究团队表示，目前这项技术仍处于实验室研究阶段，尚无法取代锂电池等电力储能系统，也无法直接为电子设备供电。不过，其通过材料自行重组完成化学储能的新概念，为未来新一代催化材料及化学储能技术提供了新的发展方向。