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Los científicos están anonadados: logran ‘embotellar el sol’ con una batería líquida que rompe las leyes de la física

  • Janire Manzanas
  • Graduada en Marketing y experta en Marketing Digital. Redactora en OK Diario. Experta en curiosidades, mascotas, consumo y Lotería de Navidad.

Un equipo de investigación de la UC Santa Bárbara podría haber encontrado una solución para «embotellar el sol». En lugar de depender de baterías convencionales, crearon una pequeña molécula orgánica que captura la luz solar, almacena esa energía en su estructura y la libera posteriormente en forma de calor. El trabajo, publicado en la revista Science, presenta una nueva versión del almacenamiento de energía solar térmica molecular (MOST, por sus siglas en inglés) mediante un compuesto llamado pirimidona.

El autor principal, Han Nguyen, estudiante de doctorado del Grupo Han, pone un ejemplo para comprender la idea. «Pensad en unas gafas de sol fotocromáticas. En interiores son transparentes, pero cuando salimos al sol se oscurecen solas, y al volver dentro recuperan su estado original. Ese cambio reversible es justo lo que buscamos: no para cambiar de color, sino para almacenar energía, liberarla cuando la necesitamos y reutilizar el material una y otra vez».

El proyecto innovador para ‘embotellar el sol’

Para desarrollar esta molécula, los investigadores se inspiraron en el ADN. La estructura de la pirimidona recuerda a uno de sus componentes, capaz de cambiar de forma de manera reversible cuando se expone a la luz ultravioleta.

A partir de esa idea, el equipo creó una versión sintética diseñada para almacenar y liberar energía de forma repetida. Para ello, colaboraron con Ken Houk, profesor de investigación en la UCLA, utilizando modelos computacionales que permitieron entender cómo la molécula puede retener la energía y mantenerse estable durante largos periodos.»Priorizamos el diseño de una molécula ligera y compacta», explica Nguyen. «En este proyecto eliminamos todo lo innecesario, dejando solo lo esencial para que fuera lo más eficiente posible».

A diferencia de los paneles solares tradicionales, que generan electricidad, este sistema almacena la energía solar en forma química. La molécula actúa como un resorte comprimido: al recibir luz solar, adopta una configuración de alta energía que se mantiene hasta que el calor o un catalizador activan su regreso al estado original, liberando la energía en forma de calor. «Normalmente la describimos como una batería solar recargable», señala Nguyen. «Almacena la luz solar y puede reutilizarse».

El material ha demostrado un rendimiento notable, con una densidad energética superior a 1,6 megajulios por kilogramo (MJ/kg), casi el doble que una batería de iones de litio convencional, que suele rondar los 0,9 MJ/kg, y por encima de otros materiales similares desarrollados hasta ahora.

El gran avance del equipo fue llevar esa capacidad energética a una aplicación real. En el estudio, demostraron que el calor liberado por este material es suficiente para hervir agua, algo que hasta ahora resultaba complicado en este ámbito. «Hervir agua requiere mucha energía», afirma Nguyen. «Lograrlo en condiciones ambientales supone un paso muy importante».

Esta tecnología abre la puerta a usos prácticos, como sistemas de calefacción autónomos para acampadas o el calentamiento de agua en viviendas. Además, al ser soluble en agua, el material podría circular por colectores solares en los tejados, cargarse durante el día y almacenarse para liberar calor por la noche. «Con los paneles solares convencionales necesitas baterías adicionales para almacenar la energía», explica Benjamin Baker, doctorando del Laboratorio Han. «En este caso, el propio material es el que se encarga de almacenarla».

Almacenamiento solar térmico molecular

El enfoque forma parte de una línea de investigación conocida como almacenamiento solar térmico molecular. En lugar de usar paneles conectados a baterías, se emplean moléculas diseñadas para cambiar de estructura al absorber luz. Este cambio no las daña, sino que las deja en un estado «tensionado», donde almacenan energía.

«Almacenar la energía del sol de forma compacta y reutilizable sigue siendo un gran reto. Los sistemas de almacenamiento solar térmico molecular (MOST) capturan la luz y la liberan después en forma de calor, aunque hasta ahora no habían logrado resultados prácticos.Inspirado en el ADN, este nuevo sistema usa una molécula basada en pirimidona que guarda energía al recibir luz. Funciona sin disolventes y también en agua, y además permite liberar el calor de forma controlada.Cuando se activa con un ácido, la molécula libera suficiente calor como para hervir unos 0,5 mL de agua. Este avance acerca el uso de energía solar para sistemas de calor autónomos y fuera de la red eléctrica», concluyen los investigadores.

El futuro de la energía solar

Desde hace dos décadas, la energía fotovoltaica crece más que cualquier otra fuente de energía. La energía fotovoltaica crece desde hace más de 20 años, y más que cualquier otra fuente energética; en 2015, había instalados 228 gigavatios (GW) en todo el mundo, alrededor de un 1 % de la electricidad global, y para 2030 podrían estar instalados unos 9000 GW, suficientes para cubrir más del 20 % de la demanda eléctrica global. En China, de acuerdo con la plataforma LowCarbon Power, actualmente el 11 % de la electricidad proviene de energía solar. Mientras, en la Unión Europea, el 13% de la electricidad proviene de energía solar, mientras que el carbón representa sólo el 9 % (frente al 25 % en 2015).