De zon schijnt wel, soms, in Boston - maar niet zo.

Toen scheikundeprofessor Grace Han een paar jaar geleden voor het eerst vanuit Boston naar Zuid-Californië reisde, merkte ze het verschil. Hoe haar huid tintelde met de eerste tekenen van irritatie na slechts een paar uur buiten.

Vorig jaar verhuisde ze voor een baan aan de University of California, Santa Barbara, en begon ze regelmatig een grote hoed, zonnebril en veel zonnebrandcrème te dragen. Als scheikundeprofessor had ze haar onderzoek al gedaan.

'Ik las gewoon over DNA-fotochemie - voor de lol,' herinnert ze zich.

Toen besefte ze dat DNA-moleculen in de huid van mensen die beschadigd raken door zonnebrand haar konden helpen. Die moleculen veranderen van vorm wanneer ze worden bestraald door de zon, en buigen in een gespannen versie van hun normale vorm.

Al tientallen jaren zoeken wetenschappers naar moleculen die van vorm kunnen veranderen, daarbij energie opslaan, en vervolgens kunnen worden aangezet om terug te keren naar hun oorspronkelijke vorm, waarbij de opgeslagen energie op verzoek vrijkomt.

Een beetje zoals het zetten en later afvuren van een muizenval. Het staat bekend als moleculaire zonnewarmte-energieopslag (Most) en is een potentieel zeer goedkope en emissievrije manier om warmte te leveren. Deze Most-systemen kunnen energie maanden of zelfs jaren opslaan.

Onderzoekers hadden eerder beperkt succes met de technologie, maar dankzij de Californische zon wist Han wat ze vervolgens moest proberen.

Het is belangrijk om de vormverandering van de energieopslagmoleculen op een soepele, herhaalbare manier te activeren.

Gelukkig heeft miljoenen jaren evolutie dit proces geperfectioneerd wanneer het in onze huid plaatsvindt - we zijn allemaal levende scheikundelaboratoria, in zekere zin. DNA-moleculen in onze huid zijn geëvolueerd zodat ze hun door de zon verwrongen vorm kunnen herstellen met behulp van een enzym genaamd fotolyase.

En zulke moleculen, realiseerde Han zich, waren perfecte kandidaten voor een energieopslagsysteem. 'Ze zijn heel, heel klein,' legt ze uit. 'En kunnen een enorme hoeveelheid energie per massa opslaan.'

In een paper gepubliceerd in februari beschreven zij en collega's het tot nu toe meest veelbelovende energieopslagsysteem van dit soort, althans wat betreft de energiedichtheid. Het was krachtig genoeg om een 'heel klein waterkoker' in een reageerbuis snel een kleine hoeveelheid water te laten verdampen, zegt Han.

Haar studenten, die dat deel van het onderzoek uitvoerden, haastten zich om haar te vertellen hoe het ging. 'Toen ik de video zag en zag hoe snel de hele oplossing aan het koken was, was dat echt opmerkelijk,' herinnert Han zich.

Ze benadrukt dat computeranalyses die voorspelden hoe het molecuul zou presteren, gemaakt door haar medewerker Kendall Houk aan de University of California, Los Angeles, en zijn team, cruciaal waren voor het werk.

Mede-Most-onderzoeker Kasper Moth-Poulsen, die onderzoeksteams leidt aan de Polytechnische Universiteit van Barcelona in Spanje en andere instellingen, was niet betrokken bij de studie maar was onder de indruk van de resultaten.

'Ik denk dat onze beste systemen één megajoule [energie per kilogram] haalden. Zij hadden, denk ik, 1,6, wat echt geweldig is,' zegt hij, verwijzend naar de energiedichtheid die Han en haar collega's bereikten.

De 1,65 megajoule per kilogram die in hun februairstuk werd gemeten, is aanzienlijk hoger dan de energiedichtheid van lithium-ionbatterijen, momenteel het populairste type batterij voor telefoons en elektrische auto's.

Het Most-systeem dat Han en haar collega's bedachten, heeft wel enkele beperkingen. Ten eerste is de golflengte van licht die ervoor zorgt dat moleculen in het hart van de opstelling van vorm veranderen 300 nanometer - een vorm van 'zeer hard UV [ultraviolet] licht,' zegt John Griffin van Lancaster University. 'Dat komt wel van de zon naar ons, maar slechts in zeer kleine hoeveelheden.'

Bovendien was de trigger die werd gebruikt om de vorm van het verwrongen molecuul om te keren om zijn energie vrij te geven, zoutzuur - een zeer corrosieve stof die na gebruik moet worden geneutraliseerd. 'Niet de meest ideale keuze,' geeft Han toe.

Ze zegt hoopvol dat het mogelijk zal zijn om de responsiviteit van het systeem te verbeteren.