Команда исследователей предложила неожиданное решение в сфере хранения солнечной энергии на молекулярном уровне. Ученые детально рассмотрели механизм повреждения ДНК воздействием солнечного света. Ультрафиолетовое излучение способно сшивать соседние основания тимина в молекуле ДНК. При дальнейшем облучении структура переходит в форму изомера Дьюара, которая опасна для генетического кода, так как деформирует двойную спираль и может провоцировать мутации. Однако для ученых этот изомер предстал в ином свете — как идеальная молекулярная батарейка, ведь ферменты фотолиазы, исправляющие такие повреждения, возвращают молекулу в исходное состояние с выделением тепла.
Вдохновившись этим механизмом, исследователи синтезировали производное 2-пиримидона — вещества, родственного тимину. Полученное вещество показало плотность хранения энергии 1,65 мегаджоуля на килограмм, что практически в 2 раза превышает характеристики литий-ионных аккумуляторов и значительно опережает прежних кандидатов для систем MOST — норборнадиен и азаборнинин. Ключевым преимуществом разработки стала ее практичность. Команде удалось создать жидкое при комнатной температуре производное, которое не нуждается в разбавителях и даже совместимо с водой. В случае утечки такая жидкость не отравит дом, а выделяемого ею тепла довольно, чтобы довести воду до кипения.
В перспективе авторы предлагают схему автономной системы отопления: жидкое топливо циркулирует по крышным панелям, накапливая солнечную энергию, затем стекает в подземный резервуар, а при необходимости прокачивается через реактор с кислотным катализатором, где происходит обратное превращение с выделением соответствующего количества тепла, которое через теплообменник передается в дом. Тем не менее до массового внедрения предстоит поработать над ограничениями.
Сточные воды могут питать здания теплом и охлаждать их.