El supercondensador de fibra de carbono puede ser la estructura de nuestros futuros coches eléctricos

Aunque la fibra de carbono se utilice especialmente para vehículos deportivos, donde la rigidez estructural y el peso del conjunto es vital para su desempeño dinámico, este material también puede emplearse en otros menesteres automotrices. Por ejemplo, en los vehículos eléctricos. Y no solo como armazón del vehículo, sino para poder almacenar la energía de una forma más eficaz y eficiente.

Porque la idea de emplear un material compuesto de fibra carbono en capas como dispositivo de almacenamiento de energía recibe una vuelta de tuerca con la ayuda de las tecnologías de la NASA. Este material híbrido de “supercondensador-batería” sería el equivalente a un “traje tan fuerte como el acero y más ligero que el aluminio”. Además de ejercer como un destacado exoesqueleto o la carrocería del propio vehículo, esta “vestimenta” puede aumentar la energía que es capaz de almacenar la batería.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Florida Central y el Centro Espacial Kennedy de la NASA encontró una forma de solucionar el problema con los enfoques anteriores de “la carrocería del coche como dispositivo de almacenamiento de energía”. Los nuevos materiales compuestos no son tóxicos ni inflamables, que es primordial para la seguridad de los pasajeros en caso de accidente. Al igual que con los paneles compuestos de la carrocería, dicho material puede resistir una colisión con garantías.

El material compuesto en capas actuaría como una batería y un condensador, con velocidades de carga y descarga muy rápidas. En un vehículo eléctrico, esto permitiría hacer una carga casi instantánea a través de la regeneración de la energía de frenado o la carga normal. Según los investigadores que trabajaron en el proyecto, el material, cuando se usa como una carrocería de coche, podría aumentar la autonomía en un 25 %, y como supercondensador, aumentaría la potencia con una aceleración increíble.

“Nuestra idea es usar los paneles de la carrocería para almacenar energía y complementarla con la almacenada en las baterías”, destaca el coautor del estudio Jayan Thomas, líder del equipo y profesor en el Centro de Tecnología de Nanociencia y el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la UCF. “La ventaja es que este compuesto puede reducir el peso del vehículo y aumentar los kilómetros por cada recarga”, afirma. “Es tan fuerte o incluso más fuerte que el acero, pero también mucho más ligero”.

El híbrido de “supercondensador-batería” está hecho como un sándwich: con capas de fibra de carbono, alternando el negativo con el positivo. Cada una de las capas tienen adheridas hojas de grafeno a nanoescala, mientras que los electrodos tienen óxidos metálicos depositados sobre ellos, lo que permite la capacidad de almacenamiento de energía. También se afirma que el material es muy duradero, con un ciclo de vida 10 veces más largo que el de las baterías de iones de litio que se usan actualmente en los coches eléctricos.

Como tal, la tecnología aún no se ha probado en un entorno real, y los investigadores hablan de una preparación tecnológica de “nivel cinco”. El nivel nueve sería el último antes de pasar a la producción comercial. Hasta entonces, requerirá desarrollo y pruebas adicionales centrados en aplicaciones comerciales. Aún pueden quedar muchos años hasta que se haga una realidad con viabilidad comercial para una gran mayoría de vehículos, pero sabemos que el desarrollo del coche eléctrico aún tiene mucho por delante.

Fuente: Universidad de Florida Central