白天充能、晚上分解，美國大學開發新型化學儲能材料
美國西北大學（Northwestern University）研究團隊開發出一種新型化學儲能材料，可先利用光、電等能量將電子儲存在材料中，並於數個月後釋放，驅動污染物分解、氧化反應及光催化等化學製程。研究團隊表示，這是首度有材料透過「自行重組」完成儲能，有望突破傳統光催化必須持續照光才能運作的限制。
黃色液體吸收電子後，會變成黑色凝膠
研究團隊指出，該材料在未充能時是一種黃色液體，由許多小型分子聚集而成。當受到可見光、電流、化學燃料或 X 光等能量刺激後，分子會吸收電子，並重新排列組裝成長條狀的超分子結構，使原本的黃色液體轉變為具有導電性的黑色水凝膠。
與一般儲能材料不同，這項技術最大的特色在於，材料吸收電子的同時，也會改變自身結構，藉由重新組裝形成更穩定的狀態，進一步提高電子的保存能力。研究團隊表示，在無氧環境下，這些電子可穩定保存長達數個月。
儲存的是化學能，而不是輸出電力
研究人員強調，這項技術並非鋰離子電池，也不是可直接輸出電力的儲能系統，而是將能量以電子形式儲存在材料內，屬於化學氧化還原能（Redox Energy）的儲存方式。
當需要使用能量時，只要接觸氧氣，氧氣便會接收材料中的電子，並產生活性氧（Reactive Oxygen Species，ROS）。這些高活性的分子可進一步驅動氧化反應，因此釋放出的並非電流，而是可用於化學反應的氧化能力。
利用活性氧驅動化學反應，夜晚也能持續催化
研究團隊將這項技術稱為「暗光催化」（Dark Photocatalysis）。不同於傳統光催化必須在光照下持續進行反應，新材料可先利用白天的光能完成充能，再將電子儲存在材料內，待夜間或無光環境時，再釋放電子驅動氧化反應，讓化學反應得以持續進行。
研究人員認為，這種將能量與化學反應分離的方式，可望提升光催化材料的使用彈性，突破過去只能「有光才能反應」的限制。
瞄準污染治理、殺菌與化工應用
由於活性氧具有強大的氧化能力，研究團隊表示，這項技術未來可望應用於污染物降解、有機化學合成、表面殺菌消毒及環境治理等領域。例如，可先利用太陽能完成材料充能，再於夜間持續分解有機污染物，提升光催化系統的運作時間與效率。
研究團隊表示，目前這項技術仍處於實驗室研究階段，尚無法取代鋰電池等電力儲能系統，也無法直接為電子設備供電。不過，其透過材料自行重組完成化學儲能的新概念，為未來新一代催化材料及化學儲能技術提供了新的發展方向。
Cell-inspired material captures energy and releases it on demand
Morphing, color-changing liquid stores energy by “charging” into a gel
（首圖來源：影片截圖）