Un grupo de científicos desarrolló un sistema capaz de captar, almacenar y liberar energía solar en forma líquida, utilizando materiales accesibles y disponibles comercialmente, un avance que podría transformar la manera en que se almacena y transporta la energía renovable.
El hallazgo, publicado en la revista Advanced Materials, permite liberar la energía almacenada como hidrógeno incluso en ausencia de luz, sin requerir electricidad externa, lo que abre la puerta a un modelo más flexible y portátil de aprovechamiento solar.
Un proceso en tres etapas: captación, almacenamiento y liberación
El sistema separa claramente las fases de captación de luz, almacenamiento energético y liberación posterior, lo que permite que cada una ocurra en momentos distintos.
Para ello, los investigadores emplearon nitruro de carbono grafítico, un polvo amarillo que funciona como fotocatalizador, y metatungstato de amonio, un compuesto de tungsteno y oxígeno que almacena electrones de forma similar a una batería recargable.
Ambos materiales se combinan en agua con una pequeña cantidad de metanol, sustancia clave que absorbe las cargas positivas generadas por la luz y evita la recombinación inmediata de los electrones, permitiendo que estos queden almacenados.
Cambio de color y almacenamiento energético
Al exponer el nitruro de carbono a luz azul, se generan electrones que migran hacia los cúmulos de tungsteno del metatungstato. Este proceso se evidencia visualmente cuando el líquido cambia de color, pasando de amarillo pálido a azul intenso, señal de que los átomos de tungsteno reducen su estado de carga de +6 a +5.
Este fenómeno confirma que la energía solar queda almacenada químicamente en el fluido.
Producción de hidrógeno en la oscuridad
Para liberar la energía acumulada, los investigadores añadieron un catalizador de platino sobre carbono a la solución en ausencia de luz. El platino facilita la reacción mediante la cual los electrones almacenados se combinan con protones del agua, formando hidrógeno gaseoso.
En pruebas de laboratorio, tras una hora de exposición a la luz, el sistema produjo 13.5 micromoles de hidrógeno en la oscuridad, alcanzando una tasa máxima de 3,220 micromoles por gramo y por hora, un récord para un sistema fotocatalítico no iluminado.
Bajo luz solar real, el sistema también funcionó con éxito, logrando 954 micromoles por gramo y por hora, sin recurrir a electricidad externa.
Verificación científica del mecanismo
El funcionamiento del sistema fue confirmado mediante distintos estudios. Pruebas de emisión lumínica demostraron que los electrones permanecen almacenados; análisis espectroscópicos evidenciaron la reducción de los átomos de tungsteno; y mediciones magnéticas detectaron estos estados únicamente después de la exposición a la luz.
Según los autores, “el sistema demuestra una eficiencia notable en el almacenamiento de energía solar como electrones”.
Potencial energético y retos pendientes
La tecnología permitiría transportar energía solar capturada en zonas soleadas hacia regiones con menor radiación, en formato líquido, sin necesidad de cables, baterías convencionales o almacenamiento directo de hidrógeno.
No obstante, persisten desafíos relevantes. El sistema depende del metanol y aún no se ha probado su estabilidad durante períodos prolongados fuera del laboratorio. Lograr que los electrones almacenados se mantengan estables durante semanas sería clave para su aplicación a gran escala.
Aun así, el avance representa un paso significativo hacia la conversión de la energía solar en un recurso verdaderamente portátil, reforzando su potencial para impulsar la transición energética global.
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