Un equipo científico ha desarrollado un material molecular capaz de almacenar energía solar en enlaces químicos. La tecnología permitiría usar el calor del sol incluso cuando ya no brilla
La energía solar tiene una limitación evidente: solo está disponible mientras el sol brilla. Por eso, uno de los grandes retos de la transición energética es encontrar formas eficientes de almacenar esa energía para utilizarla más tarde. Un equipo de investigadores de la Universidad de California Santa Barbara ha presentado ahora una solución sorprendente: una molécula capaz de capturar la luz solar, guardarla durante horas y liberarla posteriormente en forma de calor.
El estudio, publicado en Science, describe un sistema que almacena la energía directamente en enlaces químicos dentro de una molécula orgánica. En lugar de producir electricidad y almacenarla en baterías, el material conserva la energía solar en su propia estructura molecular hasta que se activa para liberarla.
Una molécula que guarda energía en su estructura
La investigación fue dirigida por la química Grace Han, cuyo equipo diseñó una molécula modificada llamada pirimidona. Este compuesto forma parte de una línea de investigación conocida como almacenamiento solar térmico molecular, o MOST por sus siglas en inglés.
El principio es relativamente sencillo. Cuando la molécula recibe radiación solar, cambia de configuración y almacena la energía absorbida en su nueva forma química. Ese estado modificado puede mantenerse estable durante largos períodos, conservando la energía en su interior.
Cuando el sistema recibe un estímulo —por ejemplo calor o la acción de un catalizador— la molécula vuelve a su forma original. En ese proceso libera la energía acumulada en forma de calor.
Este mecanismo permite reutilizar la molécula muchas veces sin degradarla, algo que resulta clave para cualquier tecnología de almacenamiento energético.
Inspiración en procesos del ADN
Para diseñar el sistema, los investigadores se inspiraron en procesos naturales presentes en el ADN. Algunos de sus componentes reaccionan a la radiación ultravioleta cambiando temporalmente de forma antes de recuperar su estructura original.
Mediante modelos computacionales desarrollados junto al químico Ken Houk, el equipo logró optimizar esa transformación molecular para capturar energía solar de forma más eficiente y mantenerla almacenada durante largos períodos.
El objetivo fue construir una molécula extremadamente compacta y funcional. Los investigadores eliminaron cualquier componente innecesario para asegurar que cada átomo participara en el proceso de almacenamiento energético.
Un “resorte molecular” cargado con energía solar
Los científicos comparan el comportamiento del material con un resorte mecánico. La luz solar actúa como la fuerza que lo comprime o lo retuerce, dejando el sistema en un estado cargado de energía. Mientras la molécula permanece en esa forma “tensa”, la energía queda atrapada en sus enlaces químicos. Cuando el sistema vuelve a su estado original, el resorte se libera y la energía se transforma en calor.
La densidad energética alcanzada por el material es especialmente llamativa. Según los investigadores, el sistema puede almacenar más de 1,6 megajulios por kilogramo, una cifra que supera la densidad energética de muchas baterías de ion-litio convencionales. En pruebas de laboratorio, el calor liberado por el material fue suficiente incluso para hervir agua en condiciones ambientales, lo que demuestra su potencial práctico.
Posibles usos domésticos y fuera de la red
Los investigadores creen que esta tecnología podría tener aplicaciones en sistemas energéticos cotidianos. Una posibilidad sería utilizar el material en sistemas de calefacción doméstica o en instalaciones para calentar agua en viviendas.
El hecho de que la molécula pueda disolverse en agua abre la puerta a un sistema relativamente sencillo: el material podría circular por colectores solares instalados en los techos de los edificios. Durante el día absorbería la energía del sol y la almacenaría en su estructura química. Cuando llega la noche, el calor acumulado podría liberarse desde un depósito térmico para utilizarse en el hogar.
Si futuras investigaciones confirman su estabilidad y eficiencia a gran escala, esta tecnología podría convertirse en una alternativa completamente nueva para almacenar energía solar. En lugar de depender únicamente de baterías eléctricas, el futuro de la energía renovable podría apoyarse también en moléculas diseñadas para capturar y liberar energía cuando sea necesario.
Fuente: es.gizmodo.com
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