Crean una batería líquida que almacena energía solar y la libera como calor

Una batería líquida permite guardar energía solar y liberarla como calor. El avance apunta a calefacción fuera de red.

El avance abre una nueva línea de investigación para aprovechar la energía solar más allá de las horas de radiación directa.

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Un grupo de investigadores de la Universidad de California en Santa Bárbara desarrolló un material innovador que funciona como una “batería solar recargable”, capaz de almacenar energía proveniente del Sol en pequeñas moléculas y liberarla luego en forma de calor. El avance abre una nueva línea de investigación para aprovechar la energía solar más allá de las horas de radiación directa.

El sistema fue diseñado a partir de una molécula orgánica modificada llamada pirimidona y se inscribe dentro de la tecnología conocida como almacenamiento de energía solar térmica molecular, identificada por sus siglas en inglés como MOST. A diferencia de los paneles solares convencionales, que transforman la luz en electricidad, este desarrollo permite capturar la energía y conservarla químicamente hasta que sea necesario utilizarla.

La investigación fue liderada por Grace Han, profesora asociada de la Universidad de California en Santa Bárbara, junto con un equipo que también incluyó al estudiante de doctorado Han Nguyen, autor principal del estudio. Según explicaron los investigadores, el material puede activarse para liberar calor incluso mucho después de la puesta del sol, sin depender de baterías voluminosas ni de una conexión permanente a la red eléctrica.

Cómo funciona la batería solar líquida

El principio de funcionamiento se basa en la capacidad de ciertas moléculas para cambiar de forma cuando reciben luz solar. Los científicos compararon el mecanismo con el comportamiento de las lentes fotocromáticas, que se oscurecen cuando están expuestas al sol y vuelven a aclararse en interiores. En este caso, el objetivo no es modificar el color, sino almacenar energía y liberarla cuando haga falta.

Nguyen describió el concepto como “reutilizable y reciclable”. La molécula absorbe la luz solar, cambia a una forma de alta energía y permanece en ese estado hasta que recibe un estímulo. Ese desencadenante puede ser una pequeña cantidad de calor o un catalizador. Cuando eso ocurre, la molécula regresa a su estado original y libera la energía acumulada en forma térmica.

Energía solar, una de las claves de la sustentabilidad.

El equipo también se inspiró en procesos reversibles presentes en el ADN, cuya estructura puede modificarse al exponerse a la luz ultravioleta. A partir de una versión sintética de esa lógica, los investigadores lograron diseñar una molécula capaz de retener y liberar energía de manera repetida. Para comprender con mayor precisión por qué el material podía mantenerse estable durante períodos prolongados, trabajaron junto a Ken Houk, profesor de investigación distinguido en UCLA, mediante modelación computacional.

Uno de los aspectos destacados del desarrollo es que la molécula fue pensada para ser liviana y compacta. Nguyen explicó que el equipo eliminó todo aquello que no resultaba necesario para reducir su tamaño y mejorar su eficiencia. Esa característica puede ser relevante para futuras aplicaciones, ya que un sistema de almacenamiento energético más compacto facilitaría su integración en soluciones prácticas.

Un sistema que almacena calor, no electricidad

El avance se diferencia de otras tecnologías de almacenamiento porque no busca guardar electricidad, sino energía térmica. En términos simples, la molécula funciona como un resorte comprimido: absorbe la energía solar, queda cargada en un estado de mayor energía y luego la devuelve como calor cuando se la activa.

Esa propiedad puede ser clave para usos donde el calor sea el recurso principal, como la calefacción o el calentamiento de agua. De acuerdo con los investigadores, el material logró liberar suficiente energía como para hervir agua en condiciones ambientales, un resultado considerado relevante dentro de esta línea de investigación. Nguyen remarcó que hervir agua requiere una cantidad importante de energía, por lo que haberlo logrado en esas condiciones representa un hito para el proyecto.

El hecho de que el material se disuelva en agua también abre la posibilidad de imaginar sistemas líquidos capaces de circular por colectores solares. Bajo ese esquema, durante el día el material podría cargarse con energía solar en techos o superficies expuestas, para luego almacenarse en tanques y liberar calor durante la noche.

La aplicación más inmediata que visualizan los investigadores está vinculada con sistemas de calefacción fuera de la red eléctrica. Esto podría incluir usos en campamentos, viviendas alejadas o espacios donde la disponibilidad de electricidad sea limitada. Si la tecnología logra avanzar hacia etapas de mayor escala, también podría aportar soluciones para reducir la dependencia de fuentes tradicionales en procesos donde se necesita calor de manera continua.

Un avance para el almacenamiento renovable

El desarrollo aparece en un momento en el que el almacenamiento de energía se volvió una pieza central para ampliar el uso de fuentes renovables. La energía solar tiene una limitación evidente: su disponibilidad depende del horario, de las condiciones climáticas y de la capacidad de guardar la energía generada durante las horas de mayor radiación. Por eso, la posibilidad de almacenar calor directamente en moléculas reutilizables apunta a resolver uno de los desafíos centrales de este tipo de tecnologías.

La propuesta no reemplaza necesariamente a los paneles solares ni a las baterías eléctricas tradicionales, sino que ofrece una alternativa distinta para usos térmicos. En lugar de convertir la luz en electricidad y luego usar esa electricidad para generar calor, el sistema captura la energía solar y la conserva químicamente hasta que se necesita liberarla.

El proyecto recibió apoyo del Moore Inventor Fellowship, otorgado a Grace Han en 2025 para avanzar en el desarrollo de estas baterías solares recargables. Ese respaldo permitió profundizar una investigación que todavía se encuentra en una etapa científica, pero que ya muestra potencial para aplicaciones concretas.

El desafío hacia adelante será transformar el avance de laboratorio en una tecnología viable, segura y escalable. Para eso, los investigadores deberán demostrar que el material puede producirse, circular, almacenarse y reutilizarse de manera eficiente en condiciones reales. También será clave evaluar su durabilidad, sus costos y su desempeño frente a otras alternativas de almacenamiento energético.

Aun así, el desarrollo marca una señal relevante para el futuro de la energía solar. Si una molécula líquida puede guardar la energía del sol durante largos períodos y liberarla como calor cuando se la necesita, la frontera entre generación y almacenamiento renovable podría empezar a correrse hacia soluciones más flexibles, compactas y adaptadas a distintos usos cotidianos.