Crean una molécula capaz de almacenar energía solar y liberarla como calor horas después

Un equipo de investigadores de la Universidad de California en Santa Barbara (UCSB) desarrolló una molécula capaz de capturar energía solar, almacenarla durante largos períodos y liberarla posteriormente en forma de calor, una alternativa experimental que busca resolver uno de los principales desafíos de las energías renovables: cómo conservar la energía del sol para usarla cuando deja de brillar.

El hallazgo fue publicado en la revista científica Science y difundido por el medio especializado Robotitus y presenta un enfoque diferente al de las baterías convencionales o los grandes sistemas de almacenamiento eléctrico. En lugar de acumular electricidad, el nuevo material guarda la energía directamente en enlaces químicos dentro de una molécula, que luego puede liberarla cuando se activa.

Un material que almacena energía en su estructura

La investigación fue dirigida por la profesora Grace Han, cuyo equipo diseñó una molécula orgánica modificada conocida como pirimidona. El compuesto forma parte de una línea de investigación llamada almacenamiento solar térmico molecular (MOST, por sus siglas en inglés), cuyo objetivo es capturar energía del sol directamente en moléculas reutilizables.

El funcionamiento se basa en un mecanismo relativamente simple. Cuando la molécula recibe radiación solar, cambia de forma y almacena energía en su nueva configuración química. Esa energía permanece atrapada hasta que la molécula recibe un estímulo —como calor o un catalizador— que la hace volver a su estado original.

Descubren qué ondas cerebrales determinan dónde termina el cuerpo y empieza el “yo”

En ese proceso de retorno, la molécula libera la energía almacenada en forma de calor, permitiendo reutilizar el sistema una y otra vez sin degradarlo.

Inspiración en el ADN

Para diseñar la molécula, los investigadores se inspiraron en un proceso natural presente en el ADN. Algunos de sus componentes reaccionan ante la radiación ultravioleta cambiando temporalmente de estructura y luego recuperando su forma original.

Mediante modelos computacionales desarrollados junto al químico Ken Houk, el equipo pudo entender cómo optimizar esa transformación estructural para capturar energía y mantenerla estable durante largos períodos sin que se pierda.

El diseño del material también buscó ser extremadamente eficiente. Los científicos eliminaron cualquier componente innecesario para que la molécula fuera compacta, ligera y funcional, asegurando que cada átomo cumpliera un rol específico en el almacenamiento de energía.

Un “resorte molecular” que guarda energía

Los investigadores comparan el funcionamiento del material con un resorte mecánico. La luz solar actúa como la fuerza que lo retuerce y lo mantiene en un estado cargado de energía. Mientras permanece en esa forma tensa, la energía queda almacenada dentro de la molécula. Cuando el sistema recibe un estímulo, el resorte se relaja y libera el calor acumulado.

Científicos descubren una regla universal que frena la evolución de la vida

Por eso los científicos describen el sistema como una especie de batería solar recargable, aunque orientada a producir calor en lugar de electricidad.

Uno de los datos más llamativos del estudio es la densidad energética alcanzada por el material. Según los investigadores, el sistema puede almacenar más de 1,6 megajulios por kilogramo, una cifra que supera ampliamente la de muchas baterías de ion-litio, que rondan los 0,9 MJ/kg.

El equipo logró además demostrar un efecto práctico: el calor liberado por la molécula fue suficiente para hervir agua en condiciones ambientales, una prueba que requiere una gran cantidad de energía y que marca un avance importante para esta tecnología.

Posibles usos domésticos

Los investigadores creen que este tipo de materiales podría utilizarse en aplicaciones cotidianas. Entre ellas, sistemas para calentar agua en viviendas, calefacción doméstica o soluciones energéticas fuera de la red eléctrica, como en campamentos o zonas remotas.

Una ventaja adicional es que la molécula puede disolverse en agua, lo que permitiría hacerla circular por colectores solares instalados en los techos.

Durante el día, el material absorbería la luz del sol y almacenaría energía. Luego, durante la noche, el calor podría liberarse desde un tanque térmico cuando sea necesario.

Eterna juventud: científicos ensayan cómo “rejuvenecer” el sistema inmune sin detener el tiempo

Si futuras investigaciones confirman su estabilidad y eficiencia a gran escala, este tipo de sistemas podría convertirse en una nueva forma de almacenamiento de energía solar, basada directamente en química molecular en lugar de baterías convencionales.

DCQ