El mundo de la nueva movilidad se encuentra evolucionando constantemente y el acceso a nuevas alternativas para almacenar energía es un gran desafío para el mercado de los autos eléctricos. Recientemente un grupo de científicos desarrolló una nueva batería que utiliza fibra de carbono como si principal componente.
Los investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers, en Suecia, desarrollaron una batería estructural CTP donde la fibra de carbono es protagonista ya que utilizan este componente como electrodo de los acumuladores.
Si bien la autonomía de los autos eléctricos mejoró con los años, para los usuarios aún es uno de los principales inconvenientes a la hora de acceder a un auto eléctrico. Este problema se puede resolver de dos maneras: el aumento de la capacidad de las baterías o la reducción del peso.
Estas nuevas baterías se componen de una matriz de polímero termoestable, como la resina epoxi, que contiene un refuerzo de fibras de carbono. Estas fibras de carbono le confieren a la batería una serie de propiedades mecánicas elevadas y una resistencia superior.
Su alta resistencia mecánica y su baja densidad las hacen ideales para su uso en drones, autos eléctricos, bicicletas eléctricas y otros dispositivos de la nueva movilidad. Al poder ser parte de la misma carrocería y con las características aerodinámicas aplicables a la fibra de carbono son ideales para estos productos.
¿Por qué se considera que las baterías de fibra de carbono ‘no tienen masa’?
Estas baterías funcionan como fuente de almacenamiento de energía al mismo tiempo que son parte de la estructura. En el caso de los automóviles podrían desarrollarse como la carrocería, de esta manera el chasis es al mismo tiempo la batería optimizando el espacio al máximo. Se denominan sistemas de almacenamiento ‘sin masa’ porque el peso desaparece de la batería cuando se convierte en parte de la estructura de carga.
En este sentido, la empresa Sinonus está empleando un tipo específico de fibra de carbono como componente estructural de máquinas y vehículos. La fibra de carbono es un material compuesto que se utiliza en diversas industrias, como la aeroespacial, la automotriz. Cabe destacar que con estos beneficios permiten gran libertad de diseño al no tener que alojar el sistema de almacenamiento en el suelo del vehículo.
La versatilidad del material permite que la misma fibra de carbono actúe simultáneamente de electrodo, conductor y material de carga. 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.
La diferencia entre las batería de fibra de carbono y las de litio
Si bien en tamaño y versatilidad las baterías de fibra de carbono son altamente superiores, con una densidad de energía de 24 Wh/kg, su potencia es de un 20% en comparación con las de iones de litio. Sin embargo, la reducción del peso implica que se necesitaría menos energía para el desplazamiento.
Al obtener una unidad con menor peso esto podría favorecer a una mayor autonomía y a optimizar los tiempos de carga y vida útil. Además, su alta resistencia mecánica permite que las baterías de fibra de carbono sean más duraderas y resistentes a golpes y vibraciones. Por otro lado, la fibra de carbono tiene una excelente capacidad de aislamiento térmico, lo que evita que la batería se sobrecaliente durante su uso. Esto prolonga la vida útil de la batería y reduce el riesgo de fallos o accidentes.
Los resultados que avalan el rendimiento de las baterías de fibra de carbono
Las primeras pruebas se realizan reemplazando las baterías AAA de dispositivos electrónicos pequeños y con resultados favorables. Aunque su costo de producción es elevado, su durabilidad y eficiencia compensan este mayor costo a largo plazo. Sin duda, las baterías de fibra de carbono son parte del futuro de la tecnología de baterías y la nueva movilidad.
