本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
当太阳落山后，大多数太阳能电池板变成了有趣的屋顶瓦片，而不是有价值的发电资源。白天，一片云彩就能迅速让居民太阳能发电设备回到化石燃料电网获取电力。燃料资源可用性的这种间歇性，加上目前缺乏经济的储能手段，阻碍了可再生能源技术与现有化石燃料发电厂竞争的能力。这为研发领域提供了巨大的机遇，以寻找创新的储能解决方案。而且，根据麻省理工学院研究人员的说法，解决这一竞争力问题的一个途径可能在分子层面找到——通过他们对富瓦烯二钌的新理解。
间歇性
燃料资源可用性的间歇性不仅仅是太阳能发电面临的挑战。其他可再生能源发电技术也受到缺乏对燃料可用性控制的影响。在德克萨斯州——美国风力发电能力最强的州——西德克萨斯州的风力突然下降已导致多次电网紧急情况。虽然德克萨斯州电网运营商已经非常擅长管理风力发电可用性的这些快速变化，但在发电组合中增加风力发电无疑为这一过程增加了额外的复杂性。
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当发电能力分布在广阔的地理区域——并连接到国家电网时——燃料资源可用性的间歇性可以成为一个可管理的问题。例如，云不太可能长时间覆盖多个州区域，或者风不太可能同时停止在岸上和近海吹动。然而，当社区希望使用本地分布式发电时，可再生燃料资源可用性可能会成为一个更重要的问题。
储能——电力和热力
与燃料资源可用性间歇性相关的问题因当前储能市场的状况而更加复杂。今天，美国有一些有限的技术可用于经济的大规模储能。例如，在南加州，他们使用水泵蓄能（水）在I-5“葡萄藤”附近储存非高峰时段的电力。在阿拉巴马州麦金托什，一座110兆瓦的天然气发电厂配备了压缩空气储能（CAES）来储存非高峰时段的电力。在热能存储方面，熔盐正在一些有限的项目中使用。在更具探索性的层面上，正在进行投资以确定飞轮技术（和许多其他可能性）用于大规模储能的潜力。
但是，对于小规模储能需求，选择不仅有限，而且价格昂贵。电池技术尚未在能量密度（每单位体积存储的能量）和经济成本之间找到最佳平衡点。而且，热能存储仍然主要处于研发阶段——Ice Bear冷却系统是相对较少的例外之一。
研究机会和麻省理工学院的发现
世界各地的研究人员都在努力寻找一种廉价存储大量分布式能源的方法。如果（当）他们成功时，这些科学家可以通过改变可再生能源技术的经济性来改变分布式发电的面貌。材料科学是研究重点领域之一，它专门研究不同材料的成分，以找出如何利用它们来存储能量。而且，根据麻省理工学院的研究人员的说法，储能的“解决方案”可能在分子层面找到。
麻省理工学院的一组研究人员与劳伦斯利弗莫尔国家实验室和加州大学伯克利分校的同事合作，发现了一种名为富瓦烯二钌的分子如何按需储存和释放热量。根据他们在《应用化学-国际版》上的论文，富瓦烯二钌在吸收阳光时会发生结构转变，使其进入高能状态，并在该状态下无限期保持稳定。通过添加少量热量或催化剂，该分子“啪”地恢复到原来的形状，释放出它储存为额外热量的能量。
嗯……某种程度上是这样的……
根据报道，麻省理工学院材料科学与工程系电力工程教授杰弗里·格罗斯曼博士
“事实证明，存在一个中间步骤起着重要作用……这是出乎意料的”
这个意想不到的中间步骤的重要性是什么？
本质上，这一步导致了稳定性和可逆性，使得用这种材料生产“可充电热电池”成为可能。在这个电池中，我们可以存储和释放热（热）能。格罗斯曼博士在一个简短的 (1:47) YouTube 视频中解释了与这个中间步骤相关的量子力学
富瓦烯二钌（理论上）能够储存高达 200 摄氏度的热量，这可以直接用于加热您的房屋——有点像 Ice Bear 概念的相反面。虽然这个“解决方案”不能解决我们的电力需求，但它可以抵消我们对空气和水加热的部分电力需求。
但是，在人们过于兴奋之前，我应该注意到富瓦烯二钌非常昂贵（且稀有），因此它本身不是廉价、丰富的储能的好选择。但是，了解它的行为可能会导致找到表现出相同行为的稀有度较低的材料。根据报道，格罗斯曼博士
“[这]是错误的材料，但它表明这是可以做到的……我坚信，随着我们了解是什么让这种材料运转，我们会发现还会有其他材料[以同样的方式工作]”
这可能是我们回顾过去并说“那是改变一切的时刻”的那一刻……或者可能不是……但无论如何，麻省理工学院对一种名为富瓦烯二钌的分子如何按需储存和释放热量的确定非常棒。
参考文献
Yosuke Kanai, Varadharajan Srinivasan, Steven K. Meier, K. Peter C. Vollhardt, Jeffrey C. Grossman. (富瓦烯)四羰基二钌光异构化的热反转机制：迈向分子太阳能-热能存储。《应用化学-国际版》，2010；DOI：10.1002/anie.201002994
图片来源
日落时分的太阳能电池板照片 © 版权所有 Pink Dispatcher 并根据 此知识共享许可协议 获得 再利用许可
抽水蓄能设施照片 © 版权所有 Barry Hunter 并根据此知识共享许可协议 获得 再利用许可。
[我关于富瓦烯二钌的第一篇文章于 2010年10月26日发布]