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Capacidad x 7: Condensador de energía de Alta Velocidad

Los investigadores de la North Carolina State University han descubierto la forma de fabricar con un polímero conocido como PVDF condensadores para almacenar y liberar grandes cantidades de energía rápidamente. Sus hallazgos podrían conducir a los coches eléctricos mucho más potentes y eficaces.

Los condensadores son como las baterías en el que se almacenan y liberan energía. Sin embargo, los condensadores utilizan cargas eléctricas separadas, en lugar de reacciones químicas, para almacenar energía. Las partículas cargadas permiten a la energía que se almacena sea liberada muy rápidamente. Imagínese un vehículo eléctrico que puede acelerar de cero a 100Km por hora a la misma velocidad que un coche de gasolina deportivo. No hay baterías que puedan alimentar ese tipo de aceleración, ya que liberan su energía muy lentamente.

Los condensadores, sin embargo, podrían serlo si se componen de los materiales adecuados. El físico Dr. Vivek Ranjan había comprobado previamente que los condensadores que contenían el polímero de fluoruro de polivinilideno, o PVDF, en combinación con otro polímero llamado CTFE, eran capaces de almacenar la energía hasta siete veces más que las actualmente en uso.

Sabíamos que este material hace que un condensador sea eficiente, pero quería entender el mecanismo detrás de sus capacidades de almacenamiento“, dice Ranjan. En una investigación publicada en la revista Physical Review Letters, Ranjan, compañero del físico Dr. Jerzy Bernholc y el Dr. Marco Buongiorno-Nardelli, de la Universidad del Norte de Texas, hicieron simulaciones por ordenador para ver cómo la estructura atómica dentro del polímero cambia cuando un campo eléctrico es aplicado.

Aplicando un campo eléctrico al polímero hace que los átomos dentro de ella se polaricen, permitiendo que el condensador almacene y libere la energía rápidamente. Se encontró que cuando un campo eléctrico se aplica a la mezcla de PVDF, los átomos hacen un baile sincronizado, volteando de un no-polar a un estado polar simultáneamente, y que requiere una carga eléctrica muy pequeña para hacerlo.

Por lo general, cuando los materiales cambian de un estado polar a otro no-polar, es una reacción en cadena (a partir de un lugar y luego se propaga hacia afuera)”, explica Ranjan. “En términos de creación de un condensador eficiente, este tipo de movimiento no funciona bien – se requiere una gran cantidad de energía para obtener los átomos para cambiar las fases, y que no salga mucha más energía que usted pone en el sistema. En el caso de la mezcla de PVDF, los átomos cambian su estado a la vez, lo que significa que se obtiene una gran cantidad de energía fuera del sistema a un costo muy bajo “.

Esperemos que estos hallazgos nos acerquen aún más al desarrollo de los condensadores que le darán a los vehículos eléctricos de las capacidades de aceleración de los de gasolina.

Fuente: http://www.ncsu.edu/


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