23 abril 2021

La tecnología revoluciona el sector automotriz con baterías estructurales

Los intentos comenzaron desde 2007, y 14 años después, está más cerca de ser una realidad.

La tecnología busca ofrecer soluciones en cualquier campo que lo requiera. En la industria automotriz, una de las principales innovaciones fueron los carros eléctricos, los cuales surgieron como una alternativa para disminuir la contaminación emitida por los autos comunes. Ahora, los investigadores enfocados en este sector han identificado una nueva área de oportunidad: el peso innecesario que implican las baterías convencionales en automóviles. 

Las baterías que se usan actualmente en los automóviles eléctricos significan una gran parte del peso total de este, sin embargo, no aportan ninguna función de soporte de carga para el chasis, estructura interna que sostiene el vehículo. 

Aunque la capacidad de las baterías ha aumentado, su peso también lo ha hecho, sobre todo para vehículos más grandes de alto tonelaje como los camiones, los autobuses, ferrocarriles y barcos. Ante esto, surge la batería estructural, una solución tecnológica que reduciría considerablemente la energía que necesita un auto para propulsarse debido a su reducción de peso. 

¿Qué es una batería estructural?

A diferencia de las baterías comunes, la batería estructural se caracteriza por ser una fuente de energía, pero también por formar parte de la estructura resistente del vehículo. A esto se le conoce como almacenamiento de energía sin masa, ya que el peso de la batería disminuye de forma considerable al convertirse en un elemento de la carrocería con el añadido de que, a su vez, la fuente principal de energía para lograr que el vehículo funcione. 

El secreto para lograr este doble funcionamiento es que la batería estructural está hecha de fibra de carbono, la cual funciona como electrodo, conductor y material de soporte. Tiene una densidad de energía de 24 Wh/kg, lo cual equivale al 20 por ciento de la capacidad de las baterías de iones de litio que son las que usan comúnmente los automóviles eléctricos hoy en día. 

A pesar de lo anterior, esto no significa necesariamente una desventaja ya que, al disminuir notablemente el peso total del vehículo, esto da como resultado que requiera mucha menos energía para moverse. 

La batería está compuesta de un electrodo negativo de fibra de carbono y un positivo, hechos a partir de una lámina de aluminio recubierta de litio y fosfato de hierro. El separador es una tela de fibra de vidrio que sirve como matriz electrolítica estructural, que transporta los iones de litio entre los electrodos como sucede en baterías comunes. 

Las mentes detrás de la batería estructural

Detrás de esta tecnología disruptiva se encuentran Johanna Xu y Leif Asp, científicos de la Universidad Tecnológica de Chalmers ubicada en ubicada Gotemburgo, Suecia.

Los intentos por crear esta batería estructural no son nuevos. En 2007 se realizó un primer intento, sin embargo, fue complicado dar con la unión de las propiedades eléctricas y mecánicas. Posteriormente, durante 2018 se continuaron los estudios sobre la fibra de carbono como una buena opción para brindar la fuerza necesaria a fin de formar parte de la carrocería y el rendimiento electroquímico para almacenar energía.

Actualmente, Leif Asp, profesor y líder del proyecto, ha llevado estas pruebas a la realidad, consiguiendo una batería eléctrica sin masa 10 veces más funcional que cualquier otra. 

¿Qué sigue después? 

Como se mencionó anteriormente, esta batería tiene solo el 20% de densidad de energía que las baterías usadas hoy en día en los vehículos eléctricos, por lo cual, el siguiente paso es mejorar este aspecto, aumentado esta energía de 24 Wh/kg hasta 75 Wh/kg de energía y 75 GPa de rigidez, lo que supondría algo jamás visto en la tecnología de baterías sin masa.

Las primeras pruebas serán llevadas a cabo por la Agencia Espacial Nacional de Suecia donde se busca alcanzar el rendimiento anteriormente mencionado. A su vez, Leif Asp espera poder asociarse con más empresas para llegar a otro tipo de transportes como bicicletas, aviones, barcos e incluso, en unos años, teléfonos u ordenadores, todos estos con la mitad de su peso actual, pero funcionando a partir de una batería que forme parte de su estructura. 

A continuación, te compartimos un vídeo donde puedes conocer más sobre esta nueva tecnología que revolucionará el sector automotriz y probablemente, muchos más sectores. ¿Qué opinas? 

 

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Fuentes:

García, Gonzalo. (28 de marzo de 2021). Esta batería de fibra de carbono estructural no añade peso extra a un vehículo eléctrico. En Híbrido y Eléctricos. Disponible en: https://www.hibridosyelectricos.com/articulo/tecnologia/bateria-fibra-carbono-estructural-peso-extra-vehiculo-electrico/20210325114709043659.html

Noticias de la Ciencia y la Tecnología. (25 de marzo de 2021). Baterías estructurales, una revolución en los automóviles eléctricos. Disponible en: (https://noticiasdelaciencia.com/art/41362/baterias-estructurales-una-revolucion-en-los-automoviles-electricos

Roca A. José. ( 07 de abril de 2021). Investigadores suecos producen baterías estructurales de materiales ultraligeros. En El Periódico de la Energía. Disponible en: https://elperiodicodelaenergia.com/investigadores-suecos-producen-baterias-estructurales-de-materiales-ultraligeros/

 

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