Investigadores de las universidades alemanas Ulm y Jena han desarrollado un material capaz de almacenar energía solar durante varios días y liberarla en forma de hidrógeno cuando se necesita, incluso en la oscuridad. Los resultados se publicaron recientemente en la revista Nature Communications.
El sistema se basa en un copolímero soluble en agua con actividad redox, que funciona como almacenamiento temporal de electrones. El material alcanza una eficiencia de carga superior al 80% y mantiene la energía almacenada durante varios días. Cuando se requiere liberar la energía, los electrones almacenados se combinan con protones mediante un catalizador y la adición de un ácido, generando hidrógeno con una eficiencia del 72%. Este proceso puede llevarse a cabo independientemente de la luz solar, proporcionando hidrógeno a demanda para su uso inmediato.
Reinicio y recarga mediante pH
El copolímero permite un uso reversible y flexible de la energía mediante la modificación del pH de la solución. Al cambiar el pH, el sistema puede recargarse con luz solar y volver a almacenar electrones para liberarlos posteriormente como hidrógeno. Este método no requiere aislar el polímero previamente y permite múltiples ciclos de carga, almacenamiento y liberación de energía. Además, el material cambia de color durante el proceso, de violeta a amarillo al liberar hidrógeno y de amarillo a violeta al recargarse, lo que proporciona un indicador visual del estado de la batería.
Este desarrollo combina química de polímeros macromoleculares y fotocatálisis, abriendo nuevas posibilidades para la producción de hidrógeno verde a demanda. La tecnología podría aplicarse en procesos industriales de alto consumo energético, como la producción de acero climáticamente neutro, que requiere un suministro confiable de hidrógeno. Además, representa una solución escalable y rentable para almacenamiento solar y conversión de energía renovable en energía química, contribuyendo a una transición energética sostenible y una economía basada en la química.
El proyecto se realizó dentro del Centro de Investigación Colaborativa TRR/SFB 234 ‘CataLight’, con la participación del Instituto Leibniz de Tecnología Fotónica de Jena, consolidando la colaboración científica entre las universidades de Ulm y Jena en tecnologías de almacenamiento de energía y producción de hidrógeno verde.