En invierno, subir las persianas para aprovechar la luz y el calor del sol en las horas centrales del día es una buena idea para calentar la casa ahorrando calefacción. Eso sí, conforme pasa la tarde y anochece, adiós al sol y su calor. Desde un punto de vista energético, sería fantástico poder guardar el sol en una botella para liberar su calor cuando hiciera falta. Algo así se le ha ocurrido a un equipo de investigación de la Universidad de California en Santa Bárbara, que ha publicado su investigación en Science: una molécula que captura la luz solar, la atesora durante años sin pérdidas y la libera a demanda.
Sin enchufes ni baterías. El grupo de la profesora Grace Han ha sintetizado una molécula orgánica modificada inspirada en el ADN. Se llama pirimidona y es capaz de capturar energía solar, almacenarla en enlaces químicos y liberarla como calor de forma controlada y reversible. En pocas palabras, como si fuera una batería.
Contexto. La analogía del sol embotellado es a efectos prácticos uno de los grandes problemas de la energía solar: la cuestión no es tanto captarla, sino almacenarla porque obviamente no siempre hay sol suficiente como para satisfacer la demanda. Y las baterías convencionales se degradan, son pesadas, llevan inherentes riesgos de gestión y son caras (aunque ahora estén bajo mínimos).
Lo que el equipo de Han propone no es nuevo: el almacenamiento térmico molecular, abreviadamente conocido como "MOST", lleva años investigándose. Sin embargo, hasta ahora ningún sistema había logrado combinar densidades energéticas competitivas con temperaturas de liberación suficientes para una aplicación práctica real.
Por qué es importante. Porque esta investigación rompe dos barreras esenciales que hace que las MOST estén cada vez más cerca de ser una realidad:
- Tiene una densidad energética de superior a 1,6 megajulios por kilogramo, casi el doble de la densidad energética de una batería de iones de litio estándar.
- Libera suficiente calor como para poder hervir agua en condiciones ambientales.
Además es soluble en agua, lo que la hace potencialmente compatible con sistemas de circulación en colectores solares. Estas propiedades abren la puerta a usos como la calefacción doméstica y el agua caliente sanitaria (ACS), zonas sin red eléctrica o sistemas integrados en tejados.
Cómo funciona. Es importante resaltar que pese a las analogías con la energía solar, su mecanismo es completamente diferente al de las celdas fotovoltaicas. Vamos, que no convierte la luz en electricidad, sino que la transforma en energía química que almacena en sus enlaces químicos.
La molécula, que fue diseñada con modelado computacional pensando en reducirla lo máximo posible, funciona como si fuera un muelle: al absorber luz ultravioleta sufre un cambio reversible en su forma, pasando a un estado de alta energía. La molécula puede permanecer estable en ese estado durante años hasta que un estímulo externo hace que se relaje, liberando el calor acumulado. Como detalla Han Nguyen, autor principal del artículo, "el concepto es reutilizable y reciclable".
De Barcelona a California. Lo de que las MOST llevan tiempo en el laboratorio es tan cierto que en 2024 un equipo de la Universitat Politècnica de Catalunya publicó un paper en Joule sobre un dispositivo híbrido que integraba un sistema MOST directamente en una célula fotovoltaica de silicio.
La idea consiste en que unas moléculas orgánicas (compuesto por carbono, hidrógeno, oxígeno, flúor y nitrógeno) actúen por un lado almacenando la energía y por otro, como filtro óptico y agente refrigerante para la célula solar. Las moléculas absorben los fotones UV que el silicio no aprovecha bien, enfrían la célula y guardan ese excedente como energía química. Así, la célula solar genera más electricidad y nada se desperdicia: el sistema logró una eficiencia de utilización solar del 14,9% y un récord del 2,3% en almacenamiento MOST.
Sí, pero. Que dos estudios independientes y separados en el tiempo trabajen en las MOST evidencia que esta tecnología es más que un mero concepto de laboratorio: cada vez está más cerca de tener aplicaciones reales. Eso sí, como cualquier otra innovación, se enfrenta al reto de la escalabilidad y costes, esencial para un eventual despliegue industrial.
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La noticia La molécula que guarda el sol durante años y suelta el calor justo cuando lo necesitas fue publicada originalmente en Xataka por Eva R. de Luis .
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