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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11 Comment responses

  1. Avatar
    February 25, 2012

    No entiendo nada… ¿No corre el tesla roadster igual que un porsche?

    Es un avance que veremos en breve y a un coto reducido en la calle u ¿otra bomba de humo, esta vez de una universidad?

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    February 26, 2012

    si hasta el tesla model x acelera mas rapidamente que un porsche 911.

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    February 26, 2012

    bla bla bla bla, mas tecnologias que no se ven aplicadas en ninguna parte…

    Espero que pase más que solo un descubrimiento

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  4. Avatar
    February 26, 2012

    Interesante artículo, veo este tipo de almacenamientos más enfocado a híbridos paralelos, o aplicaciones como autobuses eléctricos, para recargas parciales rápidas en las paradas, para capturar la energía en las frenadas de grandes vehículos, como trenes o aviones.

    ¿Humo? todo es humo hasta que se desarrolla.

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  5. Avatar
    February 26, 2012

    Yo no diria que sea humo, ni mucho menos, ya hay un autobus urbano en Honk kong (creo recordar) que trabaja con supercondensadores, no lleva baterias, carga en segundos en cada parada y esa carga le da para andar 5KM, los condensadores no sustituyen a las baterias, ya que se cargan muy rapido pero tambien se descargan muy rapido y almacenan poca energia (de momento) aunque cada dia mas, los condensadores tienen la ventaja de pesan muy poco, cosa importante tambien.

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  6. Avatar
    February 26, 2012

    “Imagínese un vehículo eléctrico que puede acelerar de cero a 100Km por hora a la misma velocidad que un coche de gasolina deportivo” esto ya lo hay, perdona, y más rápidos además. xd

    la ventaja del condensador es su carga hiper rápida, su bajo precio (luego llega el de la patente y lo infla, pero en realidad son muy baratos) y su vida útil de aúpa. la pega es que andan detrás en densidad energética que las lipos, (bastante parejos a las A123) y que descargan de forma violenta su energía acumulada, además de su alta resistencia interna.

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  7. Avatar
    February 26, 2012

    Si los hay que aceleran como un deportivo de gasolina, pero llevan unas baterias enormes y carisimas, como Tesla, las baterias del Tesla cuestan mas que un coche electrico entero, lo que quieren decir aqui es que uno de los trillizos, por ejemplo, con estos condensadores podria competir con un porche.

    Los condensadores de alta capacidad (supercondensadores) no son tan baratos, te lo digo porque ando buscando unos y salen muy caros, ademas los hay de mucha capacidad pero muy poca tension, lo que obliga a poner muchos en serie, o de mucha tension pero muy poca capacidad, lo que obliga a poner muchos en paralelo. Asi que dejemoloslos que investiguen, que falta hace.

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    February 26, 2012

    La verdad Lurker es que te has columpiado un poco con la comparación. Hoy en día unas baterías, controlador y motor correctamente dimensionados le dan estopa a cualquier coche de las dragrace, formula uno o lo que se ponga por delante en aceleración. Otra cosas es el peso necesario para hacerlo o el peligroso calentamiento y deterioro si fuerzas a las baterías a descargas intensas a menudo.

    Los supercondensadores tienen la ventaja de que son capaces de soltar toda su carga de manera casi instantánea con una gran durabilidad. Las baterías no. Son especialmente válidos para ayudar con los picos de potencia pero hoy en dia su capacidad es muy reducida. De hecho se usan el algunas aplicaciones prácticas en vehículos eléctricos, pero siempre en conjunción con una batería.

    Son una alternativa de futuro pero a muy largo plazo. Seguro que no vemos nada práctico salir de esto en 15-20 años.

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  9. Avatar
    February 26, 2012

    Duir, fíjate que normalmente para las drag race, se utilizan un tip de baterías muy específico, como las A123 o simplemente acudiendo a las de plomo, lo que el desarrollo prente hacer es poner unos condensadores que permitan esa misma operación, pero con un coste y un peso mucho menor.

    Puedes poner el ejemplo del Tesla Roadster, que usa celdas Panasonic, pero con 50 kWh de capacidad y un carísimo sistema de refrigeración, intenta eso con los 24 kWh del Leaf y el motor del Tesla, te las cargas a la primera.

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  10. Avatar
    February 26, 2012

    Sin ánimo de entrar en controversias, en el post se da a entender que hacen falta este tipo de baterías para poder alcanzar aceleraciones como las de los deportivos de gasolina. Y no es así. ¿Son las baterías necesarias caras? Si. ¿Y los coches deportivos de gasolina son acaso baratos?

    Dale a dos grupos de trabajo 50.000 euros de presupesto, o 100.000, 0 150.000, o un jodido millón. Uno de ellos debe hacer un deportivo a motor térmico, el otro eléctrico. Va a ganar el eléctrico si o si o también. De todas todas. En aceleración. No me meto en durabilidad, en peso, en lo que quieras. En aceleración les parte la pana. Y eso es un hecho. Hoy en día. Sin supercondensadores.

    Y esto “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…” simplemente es columpiarse un poco. Ya está. No es nada grave reconocerlo. No es para tanto. Una pequeña exageración, un recurso estilístico, una hipérbole. Solo lo hemos señalado ya que como habituales que somos casi todos sabemos perfectamente como acelera un térmico y como lo hace un eléctrico.

    Por lo demás el tema de las baterías basadas en supercondensadores es muy interesante pero aun hay que darles mucho tiempo para que lleguen a algo. Por lo menos al gran público.

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  11. Avatar
    February 26, 2012

    Por otra parte, se me ha olvidado comentarlo, si tengo un utilitario eléctrico no necesito que acelere más que un Ferrari. Para correr, deportivos, sean eléctricos o a reacción y queroseno. Para coche de día a día, sobreprecio amortizable en 3 años. Y a eso vamos a llegar con baterías de litio en unos años sin necesidad de supercondensadores. Y con aceleraciones iguales o superiores a sus homologos termicos.

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