Uno de los principales problemas de la energía solar es que no siempre está disponible y para hacerlo depende de baterías de litio que son altamente contaminantes en su fabricación además de caras y pierden la carga con el tiempo. Pero, ¿y si existiera una «batería» que no necesita metales, que no se degrada y que puede almacenar energía solar durante años sin perderla? Pues existe. Un equipo de la Universidad de California en Santa Bárbara acaba de publicar en la prestigiosa revista Science el diseño de un material molecular que hace exactamente eso.
Se llama pirimidona, está inspirada en la estructura del ADN humano y es capaz de atrapar la luz solar, almacenarla en forma de energía química y liberarla después como calor intenso. Tanta energía que puede hervir agua. Y todo ello de forma reciclable, reutilizable y con una densidad energética que duplica a la de las mejores baterías de litio.
Un material con «memoria de forma» que atrapa el sol como un resorte
Para entender cómo funciona, olvídate de los electrones y los cables. Piensa en un resorte molecular, es decir, un material que puede estirarse o contraerse y acumular energía mecánica, retornando a su forma original cuando cesa la fuerza que lo activa.
- Fase 1: Carga (captura solar). La molécula de pirimidona tiene una forma relajada y estable. Cuando le da la luz ultravioleta del sol, absorbe esa energía y se retuerce, adoptando una forma «tensa» y de alta energía. Es como si apretaras un muelle y lo dejaras listo para saltar.
- Fase 2: Almacenamiento (el muelle retenido). Lo increíble es que esa forma tensa es sorprendentemente estable. La molécula se queda así, guardando la energía, durante meses o incluso años, sin perderla. No necesita aislamiento especial ni condiciones extremas.
- Fase 3: Descarga (liberación del calor). Cuando necesitamos usar la energía, aplicamos un pequeño estímulo (un poco de calor o un catalizador químico). El «resorte molecular» se relaja, vuelve a su forma original y libera toda la energía almacenada en forma de calor.
Este concepto se llama almacenamiento de energía solar térmica molecular (MOST, por sus siglas en inglés). Y aunque no es nuevo, el equipo de Grace Han ha logrado dos avances revolucionarios: una densidad energética récord y la capacidad de generar calor suficiente para hervir agua.
Inspirado en el ADN
¿De dónde sacaron la idea? De nuestro propio cuerpo. Los investigadores se fijaron en la estructura del ADN. En nuestras células, ciertos componentes del ADN, cuando reciben luz ultravioleta, cambian de forma reversible. Es un mecanismo natural para reparar daños o regular funciones.
Tomaron esa «idea biológica» y la rediseñaron en el laboratorio para un propósito totalmente distinto. Crearon una versión sintética de esa estructura, la pirimidona, optimizándola para que fuera lo más compacta y ligera posible. «Priorizamos el diseño de una molécula ligera y compacta. Quitamos todo lo superfluo», explica Han Nguyen, autor principal del estudio.
El resultado es una molécula minúscula pero potentísima. Su densidad energética alcanza los 1,6 megajulios por kilogramo (MJ/kg). Para que te hagas una idea: Una batería de iones de litio estándar ronda los 0,9 MJ/kg. Esta molécula tiene casi el doble de capacidad de almacenamiento en el mismo peso. Lo mejor de todo es que no necesita litio, cobalto, níquel ni ningún metal. Es pura química orgánica, más sostenible y sin problemas de suministro.
Hervir agua: la prueba de fuego que demuestra que funciona
Un dato crucial diferencia este invento de otros intentos anteriores. El equipo de Grace Han no solo logró una alta densidad energética, sino que consiguió convertir esa energía almacenada en calor aprovechable a escala real. En el laboratorio, demostraron que el calor liberado por la molécula al «descargarse» era lo suficientemente intenso como para hervir agua.
Y hervir agua no es cualquier cosa: requiere una cantidad enorme de energía. «Hervir agua es un proceso que consume mucha energía. El hecho de que podamos hervir agua en condiciones ambientales es un gran logro», afirma Nguyen. Hasta ahora, la mayoría de los sistemas MOST solo conseguían pequeños aumentos de temperatura, insuficientes para aplicaciones prácticas.
¿Para qué servirá esta «batería solar molecular»?
Aquí es donde el invento se vuelve emocionante. No va a reemplazar la batería de tu móvil. Pero es ideal para aplicaciones donde necesitas calor, no electricidad. Algunos ejemplos: calefacción doméstica, sistemas autónomos para acampar, procesos industriales…
Además, el material es soluble en agua, lo que abre la puerta a diseños muy prácticos. Se podría bombear a través de colectores solares en el tejado para cargarlo, y luego almacenarlo en tanques simples para usarlo cuando se necesite. Como dice el coautor Benjamin Baker: «Con los paneles solares normales, necesitas un sistema de baterías aparte. Aquí, el propio material es la batería».
¿Cuándo podremos tenerlo en casa?
Como siempre en ciencia, toca ser prudentes. Esto es un descubrimiento de laboratorio, no un producto comercial. Los retos a superar son: mejorar la eficiencia de captación, escalar la producción, así como diseñar reactores y depósitos que gestionen la carga/descarga de forma eficiente y segura.
Los investigadores son optimistas. Grace Han recibió en 2025 la prestigiosa Moore Inventor Fellowship precisamente para impulsar el desarrollo de estas «baterías solares recargables». Con ese respaldo, en 5 o 10 años podríamos ver los primeros prototipos funcionales para calefacción doméstica.
