德国乌尔姆大学和耶拿大学的研究团队最近成功开发了一款创新的共聚物电池，这种电池能够将太阳能储存数日，并在需要时以绿色氢气的形式释放能量。根据相关新闻稿，这款共聚物电池的充放电过程可以通过调节pH值来控制，实现高效的能量转换与存储。
在全球努力减少化石燃料依赖的背景下，太阳能和风能等可再生能源正得到广泛应用。然而，对于某些高能量密度需求的领域，氢气作为一种替代能源展现出较大潜力。它燃烧后仅产生水，为能源密集型应用提供了无碳解决方案。但传统氢气生产方式往往伴随碳排放，而绿色氢气则通过太阳能或风能生产，更具环保优势。
为了改进绿色氢气的生产与存储，耶拿大学的乌尔里希舒伯特和乌尔姆大学的斯文劳带领团队转向共聚物分子。共聚物是由多种有机单元构成的大分子，具有稳定结构并可集成特定功能。在这款共聚物电池中，研究人员采用了水溶性共聚物，其增强的氧化还原活性是关键功能单元。
当暴露在阳光下时，该共聚物电池的充电效率可达80%，并能保持充电状态多天。放电时，通过添加酸和析氢催化剂，储存的电子与质子结合释放氢气，此过程效率高达72%。这种基于共聚物的系统具有可逆的氧化还原反应，放电后可重新充电，支持多次循环使用。
pH值在该共聚物电池中扮演双重角色：既是充放电的开关，也是充电状态的视觉指示器。放电时，酸的存在使系统颜色从紫色变为黄色;充电时，颜色恢复为紫色，表明电池已就绪，可释放氢气供多种用途，如驱动电动汽车或生产清洁电力。
该项目还具有科学意义，因为它结合了化学领域中通常很少有接触点的不同概念：即大分子聚合物化学和光催化，劳在新闻稿中补充道。
这些结果为成本效益高、可扩展的太阳能存储技术开辟了新前景并为实现可持续的、基于化学的能源经济提供了重要构建模块，舒伯特总结道。相关研究成果已发表在《自然通讯》杂志上。
