Soarele chiar strălucește, uneori, în Boston – dar nu așa.

Când profesoara de chimie Grace Han a vizitat pentru prima dată sudul Californiei din Boston acum câțiva ani, a observat diferența. Cum pielea ei furnica cu primele semne de iritație după doar câteva ore afară.

Anul trecut, s-a mutat pentru a ocupa un post la Universitatea din California, Santa Barbara, și a început să poarte regulat o pălărie cu boruri largi, ochelari de soare și multă cremă de protecție. Fiind profesoară de chimie, își făcuse deja cercetările.

„Tocmai citeam despre fotochimia ADN-ului – de plăcere”, își amintește ea.

Atunci și-a dat seama că moleculele de ADN din pielea oamenilor care sunt deteriorate de arsura solară o puteau ajuta. Acele molecule își schimbă forma când sunt iradiate de soare, flexându-se într-o versiune tensionată a formei lor obișnuite.

Timp de decenii, oamenii de știință au căutat molecule care să-și poată răsuci forma, stocând energie în acest proces, și apoi să fie determinate să revină la forma originală, eliberând energia stocată la cerere.

Cam ca și cum ai aranja și mai târziu ai declanșa un capcană de șoareci. Este cunoscut sub numele de stocare moleculară solară termică (Most) și este o modalitate potențial foarte ieftină și fără emisii de a furniza căldură. Aceste sisteme Most ar putea stoca energie pentru multe luni sau chiar ani.

Cercetătorii au avut anterior un succes limitat cu această tehnologie, dar, datorită soarelui californian, Han știa ce să încerce în continuare.

Este important să activezi schimbarea de formă a moleculelor care stochează energie într-un mod lin și repetabil.

Din fericire, milioane de ani de evoluție au perfecționat acest proces atunci când are loc în pielea noastră – suntem cu toții laboratoare de chimie vii, într-un sens. Moleculele de ADN din pielea noastră au evoluat astfel încât să-și poată repara forma contorsionată de soare cu ajutorul unei enzime numite fotoliază.

Și astfel de molecule, și-a dat seama Han, erau candidați perfecți pentru un sistem de stocare a energiei. „Sunt foarte, foarte mici”, explică ea. „Și pot stoca o cantitate masivă de energie pe masă.”

Într-un articol publicat în februarie, ea și colegii săi au descris cel mai promițător sistem de stocare a energiei de acest fel până în prezent, cel puțin în ceea ce privește densitatea sa energetică. Era suficient de puternic pentru a face un „fierbător foarte mic” într-o eprubetă să fiarbă rapid o cantitate mică de apă, spune Han.

Studenții ei, care au efectuat acea parte a studiului, s-au grăbit să-i spună cum a mers. „Când am văzut efectiv videoclipul și am văzut cât de repede fierbea întreaga soluție, a fost cu adevărat remarcabil”, își amintește Han.

Ea subliniază că analizele computerizate care preziceau cum va performa molecula, făcute de colaboratorul ei Kendall Houk de la Universitatea din California, Los Angeles, și echipa sa, au fost cruciale pentru lucrare.

Coleg experimentator Most, Kasper Moth-Poulsen, care conduce echipe de cercetare la Universitatea Politehnică din Barcelona, Spania, și la alte instituții, nu a fost implicat în studiu, dar a fost impresionat de rezultate.

„Cred că cele mai bune sisteme ale noastre erau de un megajoule [de energie pe kilogram]. Ei au avut, cred, 1,6, ceea ce este cu adevărat uimitor”, spune el, referindu-se la densitatea energetică pe care Han și colegii săi au atins-o.

Cei 1,65 megajouli pe kilogram înregistrați în articolul lor din februarie este semnificativ mai mare decât densitatea energetică a bateriilor litiu-ion, în prezent cel mai popular tip de baterie pentru telefoane și mașini electrice.

Sistemul Most pe care Han și colegii săi l-au conceput are totuși unele limitări. Pentru unul, lungimea de undă a luminii care face ca moleculele din centrul configurației să-și schimbe forma este de 300 de nanometri – o formă de „lumină UV [ultravioletă] foarte dură”, spune John Griffin de la Universitatea Lancaster. „Aceasta vine de la soare la noi, dar doar în cantități foarte mici.”

În plus, declanșatorul folosit pentru a inversa forma moleculei contorsionate pentru a-și elibera energia a fost acidul clorhidric – o substanță extrem de corozivă care trebuie neutralizată după utilizare. „Nu cea mai ideală alegere”, recunoaște Han.

Ea spune că este optimistă că va fi posibil să se îmbunătățească receptivitatea sistemului.