La ansiedad por la autonomía es una de las mayores barreras para la adopción de vehículos eléctricos, impulsada en gran parte por el largo tiempo que lleva recargar. Pero un nuevo enfoque puede darle a una batería suficiente energía para viajar 200 millas en poco más de 10 minutos.
La tecnología de baterías es la barrera más grande para la adopción generalizada de vehículos eléctricos, porque los dispositivos actuales brindan menos autonomía por libra que la gasolina y tardan mucho más en recargarse. Si bien esto no es un problema para la conducción diaria, hace que los viajes de larga distancia sean más desalentadores, lo que puede desanimar a los nuevos compradores.
La respuesta de los fabricantes de automóviles ha sido colocar cada vez más baterías en sus vehículos, pero esto tiene desventajas obvias. Hace que los autos sean mucho más caros y acumula un peso adicional que luego debe transportarse. También impulsa la demanda de las materias primas necesarias para fabricar baterías de iones de litio, cuyas cadenas de suministro son cada vez más tensas.
Pero los investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania y una nueva empresa con sede en la universidad han encontrado una posible solución al problema. Descubrieron que al agregar un poco de calor pueden cargar las baterías mucho más rápido, lo que podría reducir la ansiedad por el alcance y permitir que los fabricantes de automóviles reduzcan el tamaño de los paquetes de baterías en sus vehículos.
“ Las baterías más pequeñas y de carga más rápida reducirán drásticamente el costo de la batería y el uso de materias primas críticas como el cobalto, el grafito y el litio, lo que permitirá la adopción masiva de autos eléctricos asequibles”, dijo el líder del estudio Chao-Yang Wang de Penn State en un comunicado. comunicado de prensa
No es ningún secreto que las temperaturas más altas pueden ayudar a que las baterías se carguen más rápido. Son de naturaleza química, y calentarlos puede acelerar las reacciones involucradas en cargarlos y descargarlos. Pero también pueden dañarse si se sobrecalientan, y mantenerlos constantemente a la temperatura adecuada ha resultado complicado.
La mayoría de los esfuerzos hasta ahora se han basado en sistemas externos de calefacción y refrigeración, pero estos agregan mucho volumen y también tienden a consumir una cantidad considerable de energía. La innovación de los investigadores, descrita en un artículo reciente en Nature , fue agregar un componente adicional a las baterías: una hoja de lámina de níquel de unos pocos micrómetros de espesor entre los electrodos apilados de cada celda.
Esta lámina ultradelgada se utiliza como elemento calefactor, y cuando pasa corriente a través de ella, la celda se calienta hasta 149° Fahrenheit en aproximadamente un minuto. Esta temperatura se mantiene durante la carga, pero la celda se enfría rápidamente a temperatura ambiente tan pronto como se corta la corriente.
Cuando probaron su enfoque, los investigadores descubrieron que podían cargar una batería de 265 vatios-hora al 70 por ciento en 11 minutos. También demostraron que calentar la batería no afectó seriamente su vida útil , ya que sobrevivió a 2000 ciclos de carga, lo que proporcionaría suficiente energía para conducir más de 500 000 millas en total.
Si bien aún llevará algo de trabajo convertir este prototipo en algo que los fabricantes de automóviles puedan usar, la tecnología ya se está comercializando a través de una empresa llamada EC Power Group . Si tienen éxito, podría remodelar significativamente la forma en que se construyen los vehículos eléctricos del futuro.
Hoy en día, un vehículo eléctrico típico de largo alcance viene con una batería de 120 kilovatios-hora que tarda una hora en recargarse. Esta tecnología de carga rápida podría sustituirla por una batería de la mitad de tamaño que se carga en tan solo 10 minutos, manteniendo tiempos de viaje muy similares en trayectos largos.
Teniendo en cuenta cuánto del costo de un vehículo eléctrico se reduce a las baterías, esto podría presentar una solución atractiva tanto para los fabricantes de automóviles como para sus clientes. Si los investigadores pueden llevar su tecnología de carga rápida al mercado, podría desempeñar un papel importante en la generalización de los vehículos eléctricos.
