科技日報北京3月3日電（記者劉霞）來自德國烏爾姆大學和耶拿大學的研究團隊研發出一種新材料，不僅能高效捕獲並儲存太陽能，還能按需釋放出氫氣。更妙的是，這個過程完全可逆，一個簡單的“pH開關”就能讓它恢復活力，反復使用。相關成果已發表於《自然·通訊》雜誌。
綠氫作為未來能源轉型的關鍵，通常依賴陽光的光催化過程來製備。但陽光的間歇性一直是其大規模應用的障礙。如今，科學家首次將儲能與釋氫兩大功能合二為一。
團隊研製的是一種水溶性智慧高分子材料——一種由不同有機單元構建而成的大分子框架，還具有特殊的氧化還原功能。實驗資料顯示，這種資料的“充電”效率超過80%，且能量能穩定儲存數天之久。
當需要氫氣時，只需向系統中加入酸和催化劑，儲存的電子便會立即與質子結合生成氫氣，效率高達72%。這一切都可在暗室中從容進行，無需陽光實时照射。反應結束後，通過中和溶液，系統便能重置，再次捕獲陽光，開啟新一輪的儲氫放氫迴圈。
團隊解釋道，其奧妙在於高分子材料中發生的氧化還原反應是完全可逆的，使得充、儲、放的迴圈得以輕鬆實現。整個過程無需繁瑣的分離步驟，只需調節溶液的酸鹼度（pH值）即可。這個“pH開關”不僅實用，還極具觀賞性：當電池“放電”產氫時，溶液會由紫色變為黃色；而當它重新“充電”完畢，又會從黃色變回紫色。
團隊表示，這種“按需供氫”的新模式，有望為鋼鐵冶煉等需要穩定綠色氫源的能源密集型產業，帶來全新可能性。這項成果也為開發經濟高效、可大規模應用的太陽能存儲技術鋪平了道路。