Existen varios propósitos: crear baterías de fibra de carbono para automóviles más livianos, ser componente estructural, fuente de energía y eliminar la necesidad de baterías pesadas.
Los investigadores dicen que esta innovación tiene el potencial de reducir el peso de automóviles y aviones hasta en un 50%.
El material funciona como componente estructural y como batería, eliminando la necesidad de baterías pesadas separadas.
“Los intentos anteriores de fabricar baterías estructurales han dado como resultado celdas con buenas propiedades mecánicas o eléctricas. Pero aquí, utilizando fibra de carbono, hemos logrado diseñar una batería estructural con una capacidad de almacenamiento de energía competitiva y rigidez”, dijo Leif Asp, profesor de Mecánica Computacional y de Materiales de la CTU.
Esto puede ayudar al desarrollo de vehículos eléctricos más ligeros y eficientes con mayor autonomía y aviones más ligeros con menor consumo de combustible.
Optimizaciones en el sistema
El director ejecutivo de Sinonus, Markus Zetterström, afirmó que han desarrollado un innovador compuesto de fibra de carbono que también funciona como batería.
“Al sustituir parte del material estructural en diversas aplicaciones por nuestro composite multipropósito, es posible aumentar la capacidad de almacenamiento eléctrico sin agregar peso ni volumen”, explicó Markus.
Si bien la densidad de energía del material aún está en desarrollo, Zetterström dijo a ESS News que actualmente oscila entre el 25 y el 50 % de la de una batería de iones de litio convencional.
Según la empresa “Asp”, si bien las baterías estructurales pueden no alcanzar el mismo nivel de eficiencia que las baterías tradicionales, su capacidad de carga estructural permite ganancias significativas a nivel del sistema.
“La clave es optimizar los vehículos a nivel de sistema, en función del peso, la resistencia, la rigidez y las propiedades electroquímicas. Se trata de una especie de nueva forma de pensar en el sector automovilístico, que está más acostumbrado a optimizar componentes individuales”, comentó Asp.
Años de investigación y avances
El desarrollo de baterías estructurales en CTU ha sido el resultado de muchos años de investigación, incluidos descubrimientos previos relacionados con ciertos tipos de fibra de carbono.
En un estudio de CTU de 2018, los investigadores descubrieron que las baterías estructurales a base de fibra de carbono podrían reducir significativamente el peso de vehículos y aviones.
En 2021 lograron un hito importante al anunciar una batería estructural con diez veces más rendimiento que las versiones anteriores.
Esta batería utilizó fibra de carbono como electrodo, conductor y material de carga simultáneamente, mostrando una densidad de energía de 24 Wh/kg, aproximadamente un 20 % de capacidad en comparación con baterías de iones de litio comparables disponibles en ese momento.
Sinonus ya ha demostrado con éxito la viabilidad de la tecnología reemplazando las baterías AAA en dispositivos de bajo consumo.
La empresa ahora se centra en ampliar la tecnología para aplicaciones más grandes, incluidos vehículos eléctricos y aviones, y está colaborando activamente con socios de la industria para acelerar la integración de este material innovador en sus diseños.
La combinación de reducción de peso, mayor eficiencia energética y mayor seguridad hace que esta tecnología cambie las reglas del juego con el potencial de remodelar el futuro del transporte.
Fuente: New Atlas
Ingeniería en Mecánica Industrial
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