Analizan el ADN y descubren que esconde la clave para romper los límites de la energía solar

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La energía solar térmica afronta un posible punto de inflexión tras el análisis del ADN que ha permitido diseñar una molécula capaz de almacenar calor con una densidad récord. El avance, publicado en Science, redefine los límites del almacenamiento molecular de energía solar.

El estudio, firmado por investigadores de la Universidad de California en Santa Bárbara, parte de un problema estructural: la calefacción representa casi la mitad del consumo energético global y, en gran medida, depende de combustibles fósiles. Frente a ello, la tecnología molecular solar aspira a capturar la radiación del sol y conservarla durante meses en enlaces químicos estables.

La inspiración surge de un fenómeno biológico bien conocido. En concreto, se trata del daño que la radiación ultravioleta provoca en la timina del material genético. Bajo determinadas condiciones, se forma un isómero denominado Dewar, cuya estructura forzada acumula energía. Ese retorno a su estado inicial libera calor, lo que convierte el proceso en una auténtica batería molecular natural.

Una molécula inspirada en el ADN

El equipo liderado por Han P. Nguyen sintetizó un derivado de 2-pirimidona, químicamente relacionado con la timina, capaz de plegarse al absorber luz solar. Durante esa transformación, la molécula genera dos anillos fusionados de cuatro miembros que concentran una elevada tensión estructural, elemento clave para incrementar la capacidad energética.

Cuando el compuesto recibe un estímulo mediante un catalizador ácido, recupera su configuración estable y libera la energía almacenada en forma de calor. De este modo, el sistema actúa como un combustible solar recargable, diseñado para cargarse bajo irradiación y descargarse bajo demanda sin consumirse en el proceso.

Las cifras obtenidas sitúan este desarrollo por encima de alternativas previas. Mientras otros materiales apenas alcanzaban 0,97 MJ/kg o 0,65 MJ/kg, el nuevo compuesto logra 1,65 MJ/kg, una densidad que supera la de muchas baterías convencionales. Este salto cuantitativo consolida el avance como uno de los más relevantes en el ámbito del almacenamiento térmico solar.

Retos técnicos y estabilidad

No obstante, el sistema presenta ciertas limitaciones. La molécula solo absorbe radiación en el rango ultravioleta de 300 a 310 nanómetros, una fracción reducida del espectro solar total. Además, el rendimiento cuántico es bajo, lo que implica que parte de la energía incidente se disipa sin contribuir al almacenamiento efectivo.

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R. Badillo

A pesar de ello, la estabilidad constituye uno de sus principales activos. Algunos derivados muestran una vida media de hasta 481 días a temperatura ambiente y han superado 20 ciclos de carga y descarga sin degradación significativa. Estos resultados refuerzan la viabilidad futura de una energía solar térmica basada en química molecular con aplicaciones potenciales en calefacción doméstica.