隨著進一步的發展，這類材料可以發揮更大潛力，作為一種在夏季捕獲太陽能的方式，并將其儲存起來供冬季使用。這對離網系統或偏遠地區的供暖系統，或作為傳統住宅和辦公室供暖的環保補充，將是非常寶貴的應用。它也可以被制成薄薄的涂層，應用于建筑物的表面，或用于汽車的擋風玻璃，在冬季，儲存的熱量可以用來為玻璃除冰。
這種材料是基于一種 "金屬-有機框架"（MOF）。這些框架由碳基分子連接的金屬離子網絡組成，形成三維結構。MOFs的一個關鍵屬性是它們是多孔的，這意味著它們可以通過在其結構中容納其他小分子來形成復合材料。
蘭卡斯特研究團隊開始探索一種MOF復合材料（之前由日本京都大學的一個研究團隊制備，被稱為 "DMOF1"）是否可以用來儲存能量，這是之前沒有研究過的。
MOF孔隙中裝載了偶氮苯分子，一種能強烈吸收光的化合物。這些分子就像光開關一樣，是一種 "分子機器"，當外部刺激（如光或熱）被施加時，它可以改變形狀。
在測試中，研究人員將材料暴露在紫外線下，這將使偶氮苯分子在MOF孔隙內改變形狀為緊湊的配置。這個過程以類似于彎曲彈簧勢能的方式儲存能量。重要的是，狹窄的MOF孔隙將偶氮苯分子困在其緊湊的形狀中，這意味著勢能可以在室溫下長期儲存。
當施加外部熱量作為觸發器來 "切換 "其狀態時，能量會再次釋放，這種釋放可以非常快，有點像彈簧直直地折回。這提供了一種熱能提升，可以用來加熱其他材料的設備。
進一步的測試表明，這種材料能夠將能量儲存至少四個月。這是該發現的一個令人興奮的方面，因為許多光反應材料在幾小時或幾天內就會切換回來。儲存能量的持續時間長，為跨季節儲存提供了可能性。
將太陽能儲存在光開關中的概念之前已經被研究過，但之前的大多數例子都要求光開關處于液體中。由于MOF復合材料是一種固體，而不是液體燃料，因此它的化學性質穩定，而且容易控制。這使得它更容易開發成涂層或獨立的設備。
蘭卡斯特大學材料化學高級講師、該研究的聯合首席研究員John Griffin博士說。"這種材料的功能有點像相變材料，相變材料被用來為暖手器提供熱量。不過，雖然暖手寶需要加熱才能充電，但這種材料的好處是它能直接從太陽中捕獲 "免費 "的能量。它也沒有移動或電子部件，所以在儲存和釋放太陽能的過程中沒有任何損失。我們希望，隨著進一步的發展，我們能夠制造出其他的材料，這些材料可以儲存更多的能量。"
聯合研究員Nathan Halcovitch博士補充道："我們的方法意味著有很多方法可以嘗試優化這些材料，要么改變光開關本身，要么改變多孔主機框架。"
含有光開關分子的晶體材料的其他潛在應用包括數據存儲，晶體結構中光開關的明確排列意味著它們原則上可以使用精確的光源逐一切換，因此可以像CD或DVD一樣存儲數據，但是在分子水平上。它們還具有藥物輸送的潛力，藥物可以利用光開關鎖定在材料內，然后利用光或熱觸發器在體內按需釋放。
雖然這種材料的長期儲能能力非常強大，但其能量密度不高。下一步是研究其他MOF結構以及具有更大儲能潛力的其他類型晶體材料。
論文標題為《Long-Term Solar Energy Storage under Ambient Conditions in a MOF-Based Solid–Solid Phase-Change Material》。
