Un grupo de científicos desarrolló un sistema capaz de captar, almacenar y liberar energía solar en forma líquida, utilizando materiales accesibles y disponibles comercialmente.
La energía atrapada en el fluido puede liberarse posteriormente como hidrógeno, sin necesidad de electricidad externa. El hallazgo, difundido en la revista Advanced Materials, representa un paso clave hacia la conversión de la energía solar en un recurso portátil y adaptable.
Cómo funciona el sistema
El proceso separa tres etapas: captación, almacenamiento y liberación. Para ello emplea nitruro de carbono grafítico, un polvo amarillo que actúa como fotocatalizador, y metatungstato de amonio, un compuesto de tungsteno y oxígeno que retiene electrones como si fuera una pequeña batería recargable.
Ambos materiales se mezclan en agua con una pequeña proporción de metanol, que cumple un rol esencial: absorber las cargas positivas generadas por la interacción de la luz con el nitruro de carbono, evitando que los electrones se recombinen demasiado rápido y permitiendo su conservación.
Al exponer el nitruro de carbono a luz azul, se generan pares de electrones y huecos. Los electrones migran hacia los cúmulos de tungsteno del metatungstato, donde quedan almacenados. Este fenómeno se evidencia en el cambio de color del líquido: de amarillo pálido a azul intenso, señal de que los átomos de tungsteno se reducen de un estado de carga +6 a +5.
Producción de hidrógeno en la oscuridad
Para liberar la energía acumulada en forma de hidrógeno, los investigadores añaden un catalizador de platino sobre carbono a la solución en ausencia de luz. El platino actúa como sitio de reacción, donde los electrones almacenados se combinan con protones del agua para formar hidrógeno gaseoso. De esta manera, la captación solar, el almacenamiento y la producción de hidrógeno pueden realizarse en momentos distintos, sin conexión continua.
En pruebas de laboratorio, tras una hora de exposición lumínica, el sistema generó 13,5 micromoles de hidrógeno en oscuridad. La tasa máxima alcanzó los 3.220 micromoles por gramo y por hora, un récord para un sistema fotocatalítico no iluminado. Bajo luz solar real, también se obtuvieron resultados exitosos, con una tasa de 954 micromoles por gramo y por hora sin recurrir a electricidad externa.
Confirmación del mecanismo
Estudios avanzados verificaron el proceso: pruebas de emisión lumínica mostraron que los electrones permanecen gracias al almacenamiento; la espectroscopía evidenció la reducción de los átomos de tungsteno; y mediciones magnéticas detectaron esos estados únicamente después de la exposición a la luz.
Los autores resumieron: “Este sistema demuestra una eficiencia notable en el almacenamiento de energía solar como electrones”.
Potencial y desafíos
La tecnología abre la posibilidad de transportar energía solar capturada en regiones soleadas hacia zonas con menor radiación, en formato líquido y sin necesidad de cables, baterías o depósitos especializados de hidrógeno. Si se logra que los electrones almacenados permanezcan estables durante semanas y no solo horas, podría distribuirse energía solar internacionalmente y transformarse en combustible cuando sea necesario.
Persisten, sin embargo, retos importantes: el sistema depende del metanol como componente esencial y aún no se ha probado su funcionamiento durante períodos prolongados fuera del laboratorio.
La transformación de la energía solar en un recurso verdaderamente portable y accesible está cada vez más cerca. Este avance demuestra que es posible almacenar energía solar en forma líquida y liberarla como hidrógeno sin electricidad externa, acercando la ciencia un paso más hacia aplicaciones reales que podrían revolucionar la transición energética global.
