Baterías de fibra de carbono, el desarrollo que puede aumentar la autonomía de los coches eléctricos en un 70%

Los desarrollos en el campo de las baterías son múltiples y cada vez más sorprendentes. Pero dudamos de que hayas visto algo así: se trata de unas baterías de fibra de carbono que están llevando a cabo desde Suecia los investigadores de una empresa emergente llamada Sinonus.

Estamos acostumbrados a hablar de la fibra de carbono como un material importante para reducir el peso de los vehículos, especialmente los deportivos y los de competición (y también bicicletas, por ejemplo), así como para reforzar su estructura. Lo que no podíamos pensar es que este componente se pudiese utilizar como electrodos de batería.

Desde Sinonus están trabajando en una batería estructural donde la fibra de carbono es protagonista. La tecnología de baterías estructurales CTP (cell to pack) es ya conocida por integrar la propia batería en el chasis, en la parte inferior de la carrocería, de forma que se elimina la necesidad de agruparlas en uno o varios packs. En el Leapmotor C01 presentado hace dos años, por ejemplo, se decía que esta solución permitiría reducir en un 20% la cantidad de componentes y en 15 kg el peso del vehículo.

Este último detalle es clave para entender cómo pretende hacer la compañía sueca que la fibra de carbono funcione como electrodos de la batería. Su CEO, Markus Zetterström, confía en poder llevar este desarrollo a aplicaciones a gran escala, lo que incluye no solo coches eléctricos, sino también aviones o embarcaciones eléctricas. De momento, las pruebas se realizan reemplazando las baterías AAA de dispositivos electrónicos pequeños.

El caso es que Sinonus está empleando un tipo específico de fibra de carbono que se puede usar como componente estructural de máquinas y vehículos, donde el chasis es la propia batería. En combinación, consigue resolver uno de los problemas siempre vinculados a los coches eléctricos, y es su peso por culpa, precisamente, de las baterías.

Con el uso de la fibra de carbono es consigue un peso menor, lo que favorece tener no solo una mayor autonomía, sino también unos tiempos de carga más rápidos y una mayor vida útil. Las baterías estructurales no tienen tanta eficiencia como las baterías tradicionales, al contar con menor densidad energética, pero aparte del ahorro de peso, las hacen más seguras.

Cómo es la fibra de carbono que se usa como batería

Dicho esto, tenemos que remontarnos unos años para hablar de la investigación de la Universidad Tecnológica de Chalmers, también en Suecia, que en su momento (2018) descubrieron el uso potencial de baterías estructurales en fibra de carbono. Según sus cálculos, los coches eléctricos podrían lograr un aumento de su autonomía en un 70%. Además, debido a que no contienen sustancias volátiles, las hacen más seguras y menos propensas a sufrir incendios.

Los investigadores empezaron a buscar la forma de que la fibra de carbono sirviese para realizar más tareas de las conocidas: como este ejemplo, funcionando como electrodos de baterías, almacenando energía directamente y captando energía cinética. Sus cálculos también estimaron que el peso podría reducirse en un 50%.

La clave está en la microestructura de la fibra de carbono en sí: se descubrió que las fibras con cristales pequeños y mal orientados tienen buenas propiedades electroquímicas, aunque pierden un poco de rigidez en términos relativos; en cambio, las fibras con los cristales grandes y bien orientados, aportan una mayor rigidez como la conocemos, pero las propiedades electroquímicas son demasiado bajas para pensar en usarse en baterías estructurales.

En las aplicaciones para coches eléctricos, los investigadores detectaron que una ligera reducción de la rigidez no sería un problema ni comprometería la estructura, lo que daba cierto potencial a su trabajo. Y a pesar de este dato ‘negativo’, esta fibra de carbono con buenas propiedades electroquímicas traían una rigidez ligeramente superior al acero.

Fuente | Sinonus