Mayor ligereza y rendimiento: estas son las baterías de fibra de carbono
En una clara demostración por el avance y las mejores prestaciones, el coche eléctrico tiene ante sí la llegada de las baterías de fibra de carbono. Unas baterías que se conforman como una elección cercana de futuro para muchos fabricantes gracias a la buena magnitud de su composición, lo que hace de ellas una fuente de mayores recursos a la hora de sacar el máximo provecho al vehículo.
La tecnología de las baterías y coches de nueva generación avanza a pasos agigantados. Eso se ve de la forma más auténtica con unas nuevas baterías estructurales de fibra de carbono. Han sido creadas de la mano de los investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers, en Suecia. Se tratan de unas unidades de almacenamiento que no sólo constituyen una fortaleza de rendimiento (autonomía) sino que también ejerce sobre los pesos del coche.
De fibra de carbono, son estructurales y ‘sin masa’
De hecho, podemos decir que apenas afecta al peso. Esto es debido a que son unas estructuras que no tienen masa. Como tal, las baterías estructurales son aquellas que funcionan como fuente de energía y como parte de la estructura, por ejemplo, en la carrocería de un vehículo. Se denominan así almacenamiento de energía ‘sin masa’ porque el peso desaparece de la batería cuando se convierte en parte de la estructura de carga.
Este es un factor clave. Sobre todo viendo que es una versión totalmente renovada de las más modernas, lo que las hace ganar una gran ventaja frente a las convencionales. También, y como un punto muy significativo, es que estas baterías de fibra de carbono (estructurales) se prestan con una productividad superior.
Tanto, que serán capaces de rendir hasta diez veces más que todas las versiones anteriores. En su caso, y conteniendo fibra de carbono, éste actúa simultáneamente de electrodo, conductor y material de carga. Su último avance de investigación abre el camino al almacenamiento de energía esencialmente “sin masa” en vehículos y otras tecnologías. Tiene una densidad de energía de 24 Wh/kg, lo que constituye aproximadamente un 20% de capacidad en comparación con las de iones de litio. Pero, debido a la reducción del peso, se necesitará menos energía para el desplazamiento.
Como tal, la fibra de carbono a modo de baterías es un pilar fundamental de esta investigación, debido a sus excelentes y conocidas propiedades mecánicas, junto con su capacidad para actuar como material de electrodos cuando se diseña de la forma adecuada.
Rendimiento diez veces mayor
Esto nos lleva a que pueden ser parte de la solución en los problemas de autonomía de los coches eléctricos. Dicho problema se puede resolver por dos vías: el aumento de la capacidad de las baterías o la reducción del peso. Un conflicto que puede verse superado con este nuevo descubrimiento.
Durante la larga investigación estudiaron la microestructura de diferentes tipos de fibras de carbono disponibles en el mercado y descubrieron que estas con cristales pequeños y poco orientados tienen buenas propiedades electroquímicas pero una rigidez menor en términos relativos. Mientras que aquí, si se les compara con las fibras de carbono que tienen cristales grandes y altamente orientados, tienen una mayor rigidez.
Su diseño se compone de dos partes. Primero de un electrodo negativo hecho de fibra de carbono, y luego de un electrodo positivo hecho de una lámina de aluminio. Ésta está recubierta de fosfato de hierro y litio. Tanto la fibra de carbono como el papel de aluminio contribuyen a las propiedades mecánicas de la batería estructural. Por su parte, y según la investigación desarrollada, este prototipo funciona hasta diez veces mejor que versiones anteriores.
Aptas para ser utilizadas como estructura del vehículo
Según las conclusiones de este experimento, ciertas fibras de carbono comercializadas en la actualidad podrían ser utilizadas como parte de la estructura del vehículo, el chasis. Todo a la vez que por su capacidad electroquímica valen como ánodos de las baterías y, por ende, formar parte del sistema de almacenamiento de energía eléctrica.
Concretamente se trata de las fibras de carbono con cristales pequeños y poco orientados que, si bien no ofrecen tanta rigidez como las fibras formadas por cristales grandes y altamente orientados, cumplen con los parámetros mínimos de rigidez torsional. Además, se tiene en gran consideración el que este modelo permite una gran libertad de diseño al no tener que alojar el sistema de batería en el suelo del vehículo.
