La necesidad de almacenar energía solar de forma eficiente sigue siendo uno de los retos clave para la transición energética. Investigadores de Ulm y Jena han descrito un nuevo material capaz de capturar radiación solar y retener esa energía durante días, para luego liberarla transformándola en hidrógeno cuando se requiere.
Este enfoque combina principios de almacenamiento molecular y catálisis: la energía no se guarda en baterías convencionales sino en la propia estructura química del material, que puede ser reactivada mediante un interruptor químico de pH.
Los resultados aparecieron en la revista Nature Communications, y el sistema demuestra reversibilidad y estabilidad en varios ciclos de carga y descarga.
Cómo funciona el almacenamiento molecular de energía
En esencia, el dispositivo actúa como un depósito químico de fotones. Durante la exposición a la luz, las moléculas del material absorben fotones y cambian su conformación hacia un estado de mayor energía. Esa energía queda atrapada en enlaces y tensiones internas de la molécula, un mecanismo análogo a una muelle comprimido pero a escala molecular.
A diferencia de una celda electroquímica que guarda energía en forma de electrones, aquí la energía permanece en enlaces químicos hasta que un estímulo biomimético o químico lo desencadena.
Mecanismo de activación y liberación
La liberación se consigue cuando se aplica un cambio de pH u otro agente desencadenante que facilita la reconversión de la molécula a su forma relajada. En ese retorno se desprende energía suficiente para propiciar reacciones químicas útiles, entre ellas la generación de hidrógeno a partir de agua.
El proceso es reversible, lo que significa que la misma sustancia puede recargarse con luz una y otra vez, manteniendo su capacidad de almacenamiento en múltiples ciclos de uso.
Comparación con otras soluciones y potenciales aplicaciones
Este método difiere de otras propuestas como las baterías de ion-litio o los sistemas moleculares tipo MOST (Molecular Solar Thermal) desarrollados en universidades como UC Santa Barbara. Mientras las baterías convierten y almacenan energía eléctrica, y los sistemas MOST enfocan la energía solar hacia calor almacenado, el material de Ulm y Jena incorpora la posibilidad de producir combustible químico (hidrógeno) bajo demanda.
La densidad energética por masa y la estabilidad en almacenamiento son parámetros críticos que, según los autores, muestran mejoras relevantes respecto a alternativas previas.
Usos prácticos y escenarios de despliegue
Las aplicaciones potenciales incluyen el suministro de calor o combustible en lugares aislados, sistemas de respaldo energético y apoyo a procesos industriales que demandan hidrógeno bajo demanda. Imagina colectores solares en tejados que cargan el material durante el día y, al anochecer, un sencillo ajuste químico activa la producción de hidrógeno para calefacción o para alimentar pilas de combustible. Además, la naturaleza reversible y potencialmente reciclable del material reduce la huella ambiental comparada con baterías convencionales.
Desafíos y siguientes pasos
Aunque prometedor, el enfoque requerirá escalar la síntesis del material, evaluar costes de producción y comprobar su rendimiento a largo plazo en condiciones reales. Es necesario también optimizar la eficiencia de la conversión agua→hidrógeno y diseñar sistemas seguros de almacenamiento y transporte del material cargado. Los autores publicaron sus hallazgos en Nature Communications y señalan la posibilidad de integrar este tipo de compuestos con colectores solares existentes para crear soluciones híbridas.
Un aspecto a destacar es la sostenibilidad del ciclo: si la cadena de producción y los reactivos utilizados son lo suficientemente verdes, el sistema puede representar una vía competitiva para producir hidrógeno renovable sin depender exclusivamente de electricidad de la red. En paralelo, los equipos planean ensayos prácticos y colaboraciones para explorar aplicaciones comerciales y domésticas, manteniendo el foco en la durabilidad y la economía del proceso. Cabe recordar que la investigación recibió atención por su carácter innovador y que iniciativas paralelas, como las becas y apoyos a equipos similares, han impulsado avances recientes.
