Esto podría allanar el camino para módulos solares orgánicos completamente nuevos. Los fundamentos para la conversión y el almacenamiento utilizando la molécula ahora se han publicado en la revista Nature Chemistry. .

Siguen existiendo grandes esperanzas de que la energía solar sea un importante impulsor de la transformación energética. Sin embargo, como la luz solar es una fuente de energía altamente volátil, se debe encontrar una solución para almacenar energía de manera eficiente.

"Hasta ahora, hemos transferido la electricidad de los módulos solares que no se consume inmediatamente a una batería, donde se puede utilizar cuando sea necesario", explica el Prof. Dr. Julien Bachmann, catedrático de Química de Materiales de Película Delgada (CTFM) en FAU. "Al cambiar repetidamente entre energía química y eléctrica, al menos el 30% de la energía convertida original se pierde durante este proceso de almacenamiento en batería".

Junto con Michael Bosch, candidato a doctorado en la Cátedra CTFM, Bachmann espera obtener una nueva propiedad de un material conocido:convertir la luz solar en energía eléctrica o almacenarla, según las necesidades. El material en cuestión es norbornadieno, un isómero de hidrocarburo que consta de dos anillos moleculares. Si el norbornadieno se expone a la luz ultravioleta, una reorganización parcial de los enlaces atómicos lo lleva a convertirse en un cuadriciclano de estructura similar pero más tenso.

"El proceso de conversión ya se conoce, pero hasta ahora las investigaciones se han centrado en recuperar la energía almacenada en forma de calor", explica Bachmann. "Nuestro nuevo enfoque implica controlar el proceso para permitir que la energía almacenada también esté disponible como electricidad, incluso después de que hayan pasado meses".

Los científicos aún no comprenden completamente los mecanismos físico-químicos detrás de las transiciones entre los isómeros. Investigadores de Australia, Reino Unido, Italia, Suecia y Estados Unidos están trabajando junto con colegas de la FAU para comprender mejor el proceso mediante el uso de espectroscopía de fotoelectrones.

Bachmann afirma:"Cuanto más sepamos sobre la dinámica de la transformación foto y electroquímica, mejor podremos modificar el diseño de la molécula para adaptarla a las funciones deseadas".

El objetivo de futuras investigaciones es, por ejemplo, utilizar no sólo la excitación ultravioleta, sino también un amplio espectro de luz solar para la excitación de electrones. "Hay mucho potencial", explica Bachmann. "La densidad de energía pura del sistema norbornadieno-cuadriciclano es comparable a la de una batería de iones de litio."

Si los investigadores consiguen controlar de forma fiable la conversión reversible de norbornadieno-cuadriciclano, no sólo se conseguirá un módulo solar eficiente que también sea adecuado para almacenar electricidad. El material orgánico a base de hidrocarburos también sería rentable de producir, no requeriría metales raros y sería fácil de eliminar o reciclar de forma respetuosa con el medio ambiente al final de su ciclo de vida.