La energía solar, una fuente inagotable de energía, ha revolucionado la forma en que producimos electricidad. Sin embargo, su intermitencia debido a factores climáticos ha impulsado la necesidad de sistemas de almacenamiento eficientes. Las baterías se han convertido en una solución clave para este desafío, permitiendo almacenar el exceso de energía solar generado durante las horas de sol y utilizarlo cuando sea necesario.
A través de procesos electroquímicos, las baterías transforman la energía eléctrica en energía química y viceversa, proporcionando una reserva de energía que garantiza un suministro continuo y estable, incluso en ausencia de radiación solar. Sin embargo, existe otra forma de almacenar esa energía que no precisa de ellas. El almacenamiento de energía MOST (Molecular Solar Thermal Storage) es una tecnología innovadora que busca revolucionar la manera en que almacenamos la energía solar.
¿Cómo funciona el MOST?
En esencia, la tecnología MOST utiliza moléculas especialmente diseñadas para capturar la energía del sol y almacenarla en forma de enlaces químicos. Estas moléculas, al absorber la luz solar, experimentan un cambio en su estructura, pasando a un estado de mayor energía. Este estado puede mantenerse durante largos períodos, permitiendo así almacenar la energía solar capturada.
Cuando se necesita la energía almacenada, estas moléculas pueden ser estimuladas para revertir el proceso y liberar la energía en forma de calor. Este calor puede ser utilizado para diversas aplicaciones, como calefacción, generación de electricidad o procesos industriales.
Entre las ventajas que aporta este tipo de almacenamiento están:
- Alta densidad energética. Las moléculas MOST pueden almacenar grandes cantidades de energía en un volumen relativamente pequeño.
- Larga duración del almacenamiento. La energía puede ser almacenada durante semanas o incluso meses.
- Flexibilidad. La energía almacenada puede ser liberada de forma controlada y en el momento que se necesite.
- Sostenibilidad. Utiliza materiales orgánicos y no produce emisiones contaminantes.
La tecnología MOST ofrece una solución para salvar los desafíos que se encuentran en el almacenamiento de energía renovable. Al permitir almacenar la energía solar durante largos períodos, MOST contribuye a estabilizar la red eléctrica y a reducir la dependencia de los combustibles fósiles.
Entre las aplicaciones potenciales están la calefacción y la refrigeración, proporcionando calor o frío en hogares y edificios. También pueden generar electricidad combinándola con sistemas de generación de energía térmica. Son aplicables en procesos industriales, suministrando calor para procesos industriales a alta temperatura y, por último, para el transporte, alimentando vehículos eléctricos.
Estado actual de la tecnología MOST
Aunque la tecnología MOST se encuentra aún en fase de desarrollo, se han logrado importantes avances en los últimos años. Varios equipos de investigación en todo el mundo están trabajando en la optimización de las moléculas y en la construcción de prototipos a escala.
Así, por ejemplo, un equipo alemán de investigación, liderado por la Universidad Goethe de Frankfurt, está desarrollando un sistema innovador para el almacenamiento de energía solar MOST como parte del ambicioso proyecto de investigación Formost, que se ejecuta entre 2023 y finalizará en 2027. Se trata de una colaboración interdisciplinaria que incluye a varias instituciones de renombre en Alemania, como las universidades de Tübingen, Giessen, Heidelberg y Erlangen, además de la Universidad Goethe de Frankfurt.
Este trabajo conjunto combina conocimientos en química, física y tecnología para abordar los desafíos del almacenamiento de energía renovable. Su objetivo es comprender los mecanismos moleculares que permiten almacenar y liberar energía solar utilizando moléculas específicas.
Este planteamiento se centra en el diseño y modificación de compuestos fotosensibles que pueden absorber luz, transformarse en estructuras de mayor energía y, posteriormente, liberar esta energía bajo ciertas condiciones.
Los científicos están explorando tres clases principales de fotoswitches: Norbornadienos, azaborinas y azobencenos. De acuerdo con la Universidad Goethe, estas moléculas presentan propiedades únicas: al ser expuestas a la luz, experimentan una transición de su estado base a uno de mayor energía, acompañado de cambios en su estructura molecular y, en algunos casos, de modificaciones visibles como un cambio de color.
Objetivos y desafíos del proyecto
Los investigadores de Formost tienen metas ambiciosas para los próximos años:
Optimización de la absorción de luz: Actualmente, los fotoswitches absorben principalmente luz ultravioleta cercana al espectro visible. El equipo trabaja en diseñar moléculas capaces de captar luz visible con mayor eficiencia, lo que podría ampliar significativamente su aplicabilidad en diversas condiciones.
Aumento de la capacidad de almacenamiento: Comprender y mejorar los procesos de carga en estas moléculas es clave para maximizar su capacidad de retención de energía solar.
Incremento de la durabilidad: La estabilidad a largo plazo de las moléculas fotosensibles es esencial para garantizar que este sistema sea viable y competitivo frente a otras tecnologías renovables.