Dos páneles solares se reflejan a contra luz mientras el Sol se oculta en el horizonte detrás de ellos.
Vía Pixabay.

En la actualidad, el que aprendamos a utilizar energías verdes será vital si queremos desarrollar un estilo de vida sustentable. Para esto se han creado alternativas a través de las cuales aprovechar mejor los recursos que nos provee la naturaleza. En este caso, el más reciente ejemplo de esto se trata de un nuevo material que parece capaz de almacenar energía solar por meses e incluso años.

Sabemos ya que elementos como la contaminación del aire pueden terminar entorpeciendo nuestros procesos de recopilación de energía. Por esto, ya estamos desarrollando mecanismos más eficientes, así como métodos para mermar la polución.

No obstante, incluso si logramos mejorar estos elementos, ello no nos servirá de nada si después no contamos con una forma eficiente de almacenar la energía recolectada. Hasta ahora, los métodos y materiales conocidos apenas nos permitían guardarla por unos pocos días –o máximos unas semanas–. Ahora, esta nueva alternativa podría alargar este tiempo hasta incluso años.

Los científicos Kieran Griffiths, Nathan R. Halcovitch y John M. Griffin, según su orden de aparición en el estudio, estuvieron a cargo de la investigación. Fueron ellos los que desarrollaron el material conocido como metal-organic framework (MOF) o estructura organometálica, capaz de almacenar energía solar por largos lapsos.

El secreto de las MOF

La investigación presentada en noviembre dentro de la revista científica Chemistry of Materials presenta a las MOF como un elemento poroso que combina las estructuras de carbono con iones metálicos. En pocas palabras, las primeras se crean y dan masa al material al unirse con los segundos.

Debido a la porosidad antes mencionada, este compuesto es fácil de mezclar con otros materiales, lo que permite la modificación de sus funciones. Exactamente esta cualidad fue la que aprovecharon los investigadores. Para esto, unieron la MOF con compuesto azobenceno, capaz de absorber la luz.

Como resultado, los investigadores se toparon con un material orgánico y metálico al mismo tiempo, fotosensible, capaz de atrapar energía solar y, además, de almacenarla por largos periodos de tiempo.

El nuevo material aumentará drásticamente el tiempo que podemos a almacenar la energía solar

En condiciones comunes –como a temperatura ambiente– el material fue capaz de almacenar la energía de los rayos ultravioleta, que representaba la energía solar, por al menos cuatro meses. Sin embargo, si las condiciones ambientales se hacen más favorables, dichos meses pueden incluso convertirse en años.

Además de esto, uno de los puntos más destacados sobre este nuevo material capaz de almacenar energía solar es que no cuenta con componentes electrónicos. De hecho, la reacción del azobenceno se trata de un proceso totalmente orgánico que se da en el MOF.

En pocas palabras, el material cuenta con un “interruptor natural” que se activa con la luz solar y que insta al MOF a almacenar la energía solar que recibe. Después de meses, la estructura organometálica la transformará en energía térmica y comenzará a liberarla poco a poco.

Mientras tanto, el MOF se convierte en una batería de larga duración que permitirá acceder a una fuente de energía orgánica y sin desgaste eléctrico. Según las proyecciones de los investigadores, se podría incluso pensar en utilizar este tipo de materiales en el futuro para calentar ambientes u otros dispositivos.

Las estructuras organometálicas podrían ser la solución del mañana

Como lo hemos mencionado, en la actualidad es necesario que pensemos en mejores alternativas que le permitan a la humanidad desarrollar un estilo de vida sustentable. Ahora, con este material organometálico capaz de almacenar energía solar por años, podríamos estarnos topando con un aliado invaluable.

Un detalle que lo hace así es su condición como elemento sólido. En otras oportunidades, se han desarrollados materiales almacenadores también. Sin embargo, hasta ahora, todos estos eran líquidos, por lo que no solo eran menos maneables, sino que tenían una inestabilidad química mucho mayor. Pero, con la nueva propuesta de los MOF, se abre todo un nuevo abanico de opciones de diseño y desarrollo.

Desde el punto de vista de los investigadores, los MOF podrían ser desde descongelantes de maquinarias como parabrisas de automóviles o alas de aviones hasta calentadores casi orgánicos en oficinas y hogares particulares.

Referencia:

Long-Term Solar Energy Storage under Ambient Conditions in a MOF-Based Solid–Solid Phase-Change Material: https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.0c02708