Neues Solarmolekül: Ein Tropfen Sonnenlicht zum Mitnehmen

Forscher haben eine neue Flüssigkeit entwickelt, die Sonnenlicht nicht durch Temperatur speichert, sondern in ihrer chemischen Struktur. Die Energie bleibt auch bei Raumtemperatur erhalten - und lässt sich später gezielt als Wärme freisetzen.

Flüssiges Sonnenlicht: Diese Moleküle speichern Energie

Sonnenlicht nicht nur in Strom, sondern direkt in Wärme umzuwandeln - und diese Energie verlustfrei über lange Zeit hinweg zu speichern - ist eine der größten Herausforderungen der Energieforschung. Was dabei leicht an klassische Wärmespeicher erinnert, folgt in diesem Fall einem völlig anderen Ansatz: Nicht Hitze, sondern die innere Struktur eines Moleküls dient als Energieträger.

Eine neue Studie aus dem Fachjournal Chem (DOI: 10.1016/j.chempr.2025.102660) präsentiert nun genau einen solchen Ansatz: Kohlenwasserstoffmoleküle, die sich durch Licht verformen und dabei die Energie speichern, könnten künftig eine Rolle in der solaren Wärmetechnologie spielen - ganz ohne Batterien oder Kabel.


Im Zentrum stehen sogenannte gebogene Anthracen-Moleküle. Anthracen ist ein organisches Molekül aus drei aneinandergereihten Benzolringen. Normalerweise ist es räumlich flach aufgebaut - doch bei Lichteinfall kann es sich in eine spannungsgeladene Struktur umwandeln, eine sogenannte Dewar-Isomerisierung.

Genau das machen sich die Forscher zunutze. Sie haben die Molekülstruktur gezielt so verändert, dass sich das System beim Belichten in diese instabile Hochenergieform umklappt. Die chemische Zusammensetzung bleibt dabei gleich, doch einzelne Bindungen verschieben sich - das Molekül wirkt wie eine gespannte Feder, die Energie in sich trägt.

Wird diese angespannte Form später durch Wärme oder einen gezielten Lichtimpuls wieder in die ursprüngliche Struktur zurückgeführt, entlädt sich die gespeicherte Energie in Form von Wärme. Der Vorgang ist vollständig umkehrbar - und lässt sich über viele Zyklen hinweg wiederholen, ohne dass das Material dabei Schaden nimmt. Der Auslöser muss dabei nur einen kleinen Impuls liefern, der eigentliche Energiegehalt stammt aus dem vorher gespeicherten Sonnenlicht. Credit: Chem (2025). DOI: 10.1016/j.chempr.2025.102660 Ein großer Fortschritt ist, dass die Moleküle im reinen Flüssigzustand arbeiten - ohne Lösungsmittel. Dadurch steigt die Energiedichte deutlich. In der Studie wurden bis zu 0,65 Megajoule pro Kilogramm erreicht - ein Wert, der mit etablierten Wärmespeichern konkurriert.

Die Systeme zeigten sich dabei erstaunlich stabil. Über 28 Lade- und Entladezyklen hinweg ließ sich keine nennenswerte Ermüdung feststellen. Und auch die Ladezeit ist alltagstauglich: Innerhalb von sechs bis acht Stunden unter Sonnenlicht war der volle Energiespeicher erreicht.

Sichtbar gut

Ein weiterer Vorteil liegt in der Lichtempfindlichkeit. Während viele bisherige Molekülspeicher nur auf UV-Strahlung reagieren - also auf einen kleinen, aber energiereichen Teil des Sonnenlichts -, sprechen die neuen Varianten auf sichtbares Licht an. Dieser Bereich enthält zwar weniger Energie pro Photon, macht aber einen deutlich größeren Teil des Sonnenlichts aus. Dadurch lässt sich die gespeicherte Energie effizienter und praxisnäher unter realen Außenbedingungen nutzen - ganz ohne Spezialquellen oder zusätzliche Technik.

Noch ist das Ganze ein Laborsystem. Doch die Forschenden zeigen mit ihrer Arbeit, dass sich Sonnenwärme in reinen organischen Flüssigkeiten speichern lässt - effizient, wiederverwendbar und potenziell günstig herstellbar. Für Gebäude mit passiver Wärmenutzung oder sonnenreiche Regionen ohne Stromnetz wäre das eine interessante Alternative: Wärme aus Licht, gespeichert in einem Tropfen Molekülstruktur.


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