L’énergie solaire peut être stockée sous forme de chaleur, ou dans des réactifs chimiques. Au four solaire d’Odeillo, on explore la "voie chimique" qui semble être la plus prometteuse.
Le mode de stockage par cycles chimiques consiste à réaliser des réactions chimiques à haute température grâce à l’énergie solaire concentrée. Les produits obtenus sont capables de stocker cette énergie, de permettre son transport et enfin sa restitution sous forme d'hydrogène, d’électricité ou de chaleur au moment de la demande. D’autres modes sont encore au stade expérimental, comme le craquage de l’eau - la décomposition de l’eau en hydrogène et oxygène sous l’effet de la chaleur - et le craquage du méthane en hydrogène et carbone.
On y étudie également la synthèse de nanotubes de carbone simple paroi, technique de pointe du “génie des matériaux ”. Cent mille fois plus minces qu'un cheveu, deux fois plus légers que l'aluminium, dix fois plus résistants que l'acier, ils bénéficient d'une conductivité électrique supérieure à celle du cuivre. Les applications envisagées sont multiples : piles à combustibles, vêtements anti-feu, câbles électriques, écrans plats, capteurs médicaux biocompatibles, etc. Autre voie de recherche: la tenue des matériaux pour l'espace, capables de supporter des températures de plusieurs milliers de degrés. Des échantillons en composites-céramiques de quelques dizaines de mm de diamètre et quelques mm d'épaisseur sont placés au foyer du four pour étudier leur comportement lorsqu’ils sont exposés aux conditions extrêmes de l’espace.