Crean una batería líquida que almacena energía solar como un recurso renovable

Un grupo de investigadores de la Universidad de California - Santa Bárbara desarrolló un material revolucionario que actúa como una "batería solar recargable". Este sistema almacena la luz solar en pequeñas moléculas y la libera posteriormente como calor, incluso mucho después de que el sol se haya ocultado. Inspirados en cambios reversibles que se encuentran en el ADN y en lentes foto-crómicos, este sistema captura la energía solar sin depender de baterías voluminosas o de la red eléctrica.

El material, basado en una molécula orgánica modificada llamada pirimidona, representa un avance significativo en la tecnología de almacenamiento de energía solar térmica molecular (MOST, por sus siglas en inglés). Según Grace Han, profesora asociada y líder del equipo de investigación, esta nueva tecnología podría cambiar la forma en que almacenamos y utilizamos la energía solar.

El estudiante de doctorado Han Nguyen, autor principal del estudio, explicó que el concepto es "reutilizable y reciclable". Comparó el funcionamiento del sistema con el de las lentes foto-crómicas, que se oscurecen al ser expuestas a la luz solar y vuelven a ser transparentes en interiores. "Queremos utilizar esa misma idea para almacenar energía, liberarla cuando la necesitemos y luego reutilizar el material una y otra vez", afirmó.

Almacenamiento de energía solar inspirado en el ADN

El equipo se inspiró en la estructura del ADN, que puede cambiar de forma al ser expuesta a la luz ultravioleta. Utilizando una versión sintética de esta estructura, lograron diseñar una molécula capaz de almacenar y liberar energía de manera repetida. Para comprender por qué la molécula se mantiene estable mientras retiene energía durante largos períodos, los investigadores colaboraron con Ken Houk, profesor de investigación distinguido en UCLA. La modelación computacional ayudó a explicar cómo el material puede retener energía almacenada durante años sin pérdidas significativas.

"Priorizaron un diseño de molécula ligero y compacto", agregó Nguyen. "Eliminamos todo lo que no era necesario para hacer la molécula lo más compacta posible".

Una "batería solar" reutilizable

A diferencia de los paneles solares convencionales que convierten la luz solar en electricidad, este sistema almacena energía de manera química. La molécula se comporta como un resorte comprimido: tras absorber la luz solar, cambia a una forma de alta energía y permanece en ese estado hasta que se activa.

Al ser expuesta a un desencadenante, como una pequeña cantidad de calor o un catalizador, la molécula regresa a su forma original, liberando la energía almacenada en forma de calor. "Lo describimos típicamente como una batería solar recargable", indicó Nguyen.

El equipo logró demostrar que el material puede liberar suficiente calor para hervir agua en condiciones ambientales, un hito significativo en esta área de investigación. "Hervir agua es un proceso que requiere mucha energía. El hecho de que podamos hacerlo bajo condiciones ambientales es un gran logro", resaltó Nguyen.

Este avance podría tener aplicaciones prácticas en sistemas de calefacción fuera de la red eléctrica, como en acampadas o para calentar agua en hogares. Debido a que el material se disuelve en agua, los investigadores sugieren que podría circular a través de colectores solares en los techos durante el día y almacenarse en tanques que liberan calor por la noche.

El proyecto recibió apoyo del Moore Inventor Fellowship, otorgado a Han en 2025 para avanzar en el desarrollo de estas "baterías solares recargables".

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