Investigadores californianos desarrollan líquido reutilizable que almacena energía solar hasta 481 días

Investigadores estadounidenses desarrollaron un fluido que puede almacenar energía solar, a través de cambios en la estructura de una molécula, y luego liberarla como calor meses después.

• Sol embotellado, energía en líquido.
• Calor sin baterías, directo.
• Moléculas reversibles, meses de almacenamiento.
• Alta densidad energética, 1,6 MJ/kg.
• Escalable y bombeable, infraestructura simple.
• Calor bajo demanda, cuando cae el sol.

Desde hace siglos, la humanidad fantasea con atrapar la energía de la naturaleza y guardarla para más tarde. La metáfora de “embotellar un rayo” ha ido cambiando de forma, pero no de ambición. Hoy, esa idea vuelve a tomar cuerpo —literalmente— gracias a un líquido capaz de almacenar energía solar como si fuera luz en conserva. No electricidad, no electrones viajando por cables. Calor puro, atrapado en enlaces moleculares.

El reto es conocido: el sol brilla de día, pero nuestras necesidades energéticas no entienden de horarios. Durante décadas, la solución dominante ha sido capturar electricidad solar y guardarla en baterías. Funciona, sí, pero con costes, pérdidas de conversión y una dependencia fuerte de materiales críticos. El enfoque que llega ahora desde la Universidad de California en Santa Bárbara (University of California, Santa Barbara) propone otra lógica: almacenar la energía solar directamente, sin pasar por la electricidad.

Equipo liderado por Grace Han en UCSB crea sistema molecular que almacena 1,6 MJ/kg, el doble que baterías de litio

El equipo liderado por la profesora asociada Grace Han ha desarrollado un sistema de almacenamiento solar-térmico molecular (MOST) que prescinde de baterías. El corazón de la tecnología es un líquido que contiene moléculas de pirimidinona modificadas, diseñadas para reaccionar con la luz. Cuando el sol incide sobre ellas, cada molécula cambia de forma, pasando a una configuración tensada, rica en energía. Una especie de muelle microscópico que queda cargado.

Lo interesante es lo que ocurre después. Esa molécula puede permanecer “bloqueada” en su estado energético durante meses, incluso más de un año a temperatura ambiente, sin perder apenas energía. No hay fugas, no hay autodescarga apreciable. Cuando se necesita el calor, basta aplicar un estímulo —calor, un catalizador ácido— y la molécula vuelve a su forma original, liberando la energía acumulada en forma de calor utilizable. Y listo para repetir el ciclo. Una y otra vez.

La comparación con las lentes fotocromáticas no es casual. Igual que esas gafas se oscurecen al sol y recuperan la transparencia en interiores, aquí la molécula se transforma y se destransforma, pero con un objetivo mucho más ambicioso: gestionar energía. No como un experimento puntual, sino como un material reutilizable, estable y controlable.

Hay un detalle clave que marca la diferencia frente a otros sistemas MOST estudiados en el pasado, como los basados en azobenceno o dihidroazuleno. El sistema de Dewar pirimidinona ha alcanzado algo poco común en este campo: resultados prácticos medibles. En laboratorio, el calor liberado fue suficiente para llevar agua a ebullición en condiciones ambientales, una prueba sencilla pero contundente. Hervir agua exige mucha energía; lograrlo sin combustión ni electricidad directa no es menor.

En términos de rendimiento, los números llaman la atención. La densidad energética del sistema ronda los 1,6 MJ por kilogramo, aproximadamente el doble de una batería de ion-litio convencional. Y aquí conviene matizar: no es una batería, no entrega electricidad de forma directa, pero su eficiencia como almacén de energía térmica es notable. Además, se elimina una de las grandes fuentes de pérdidas: la doble conversión electricidad-química-electricidad.

Otro punto fuerte es la escalabilidad real. Al tratarse de un líquido, aumentar la capacidad no requiere rediseñar celdas ni fabricar nuevos módulos: basta con más volumen de solución. Puede circular por tuberías, almacenarse en depósitos aislados, transportarse como cualquier fluido industrial. De ahí la expresión “sol embotellado”, que aquí no suena a exageración poética, sino a descripción técnica.

Las aplicaciones posibles empiezan a dibujarse con bastante claridad. Un colector solar podría hacer circular este líquido durante el día, “cargándolo” con luz. El fluido energético se guarda en un tanque y, horas o meses después, se libera el calor para agua caliente sanitaria, cocina, calefacción de espacios o procesos industriales de baja y media temperatura. Sin combustión, sin emisiones locales.

También aparece una idea especialmente sugerente: almacenamiento estacional. Cargar energía solar en verano y utilizarla en invierno, algo que las baterías eléctricas gestionan mal por costes y pérdidas a largo plazo. Aquí, la estabilidad molecular juega a favor. Incluso se contempla su integración con generadores termoeléctricos o ciclos térmicos, abriendo la puerta a producir electricidad cuando sea necesario, no cuando haya sol.

Potencial

Si esta tecnología supera la fase de laboratorio y se adapta a escala real, puede convertirse en una pieza silenciosa pero clave de la transición energética. No sustituirá a todas las baterías ni a todas las redes, pero sí puede cubrir un hueco crítico: el almacenamiento térmico limpio, duradero y reutilizable.

En viviendas, podría reducir la factura energética y las emisiones asociadas a calefacción y agua caliente. En industria, ayudar a descarbonizar procesos térmicos donde la electrificación directa es complicada. Y en sistemas híbridos, combinarse con fotovoltaica, solar térmica y bombas de calor para exprimir cada rayo de sol.

No es magia. Es química bien pensada, aplicada con criterio. Y a veces, eso es justo lo que hace falta.

Vía www.universityofcalifornia.edu

Más información: Molecular solar thermal energy storage in Dewar pyrimidone beyond 1.6 MJ/kg | Science