创新材料实现储能与氢释放同步功能

科技日报北京3月3日消息，德国乌尔姆大学和耶拿大学的科学家们成功研制出一种新型材料。这种材料不仅能够高效收集和储存太阳能，还能根据需要释放氢气。更值得一提的是，这一过程完全可以反复进行，只需通过简单的“pH调节”即可恢复材料活性，实现反复利用。相关研究成果已经发表在《自然·通讯》杂志。

绿色氢气被认为是未来能源结构转型的关键，传统制备方法通常依赖光催化反应，但由于阳光并非持续稳定，这一直制约着绿氢的广泛应用。现在，研究团队首次实现了太阳能储存与氢气释放结合的新突破。

科学家们设计出一种可溶于水的智能高分子材料，由多种有机分子单元构成，其内部具备特殊的氧化还原活性。实验结果显示，这种材料的太阳能“储存效率”超过80%，储存的能量可以保持几天不散失。

当氢气需求产生时，只需往材料体系中添加酸和催化剂，储存的电子随即与质子结合生成氢气，产率高达72%。整个反应过程无需依赖太阳光照射，甚至在暗室也能顺利完成。结束后，溶液经过中和处理即可重置，材料再次接收太阳能，进入新一轮的能量捕获与释放循环。

团队介绍，这一技术的核心在于材料内部的氧化还原反应具有高度可逆性，有效实现充能、储存和释放的多次循环。操作过程简便，无需复杂分离，只要调节溶液的酸碱度（pH值）即可完成。“pH开关”不仅操作方便，还有趣味性：放氢时溶液由紫色变成黄色，充能结束后颜色又会恢复紫色。

据研究团队介绍，这种材料能够让供氢方式更加灵活，为高耗能、需要稳定氢气供应的行业如钢铁冶炼带来新的解决方案。该成果为开发经济高效、可广泛应用的太阳能存储技术提供了重要基础。