Aumentar la autonomía de un vehículo eléctrico no es el único reto al que se enfrenta la introducción de los vehículos eléctricos. Para que sea realmente atractivo, su dueño no tiene que esperar horas hasta que la batería esté cargada. Los científicos estadounidenses creen que han resuelto este problema: han creado una batería compacta, cuya reserva de energía se puede reponer en un 70% en cuestión de minutos.
Las baterías más grandes que pueden almacenar más energía son solo una parte del rompecabezas cuando se trata de impulsar la adopción generalizada de vehículos eléctricos, y los científicos también trabajan para minimizar los futuros tiempos de conexión a través de avances en la tecnología de carga rápida. Los científicos de la Universidad Estatal de Pensilvania han trabajado en la vanguardia de este campo durante algún tiempo y ahora presentan otro avance significativo, demostrando una batería de alta densidad que se puede cargar en unos 10 minutos. Esta no es la primera vez que el equipo de la Universidad Estatal de Pensilvania logra avances significativos en la optimización de la batería. En 2016, mejoraron el rendimiento de las baterías de litio en condiciones de frío, en 2019 aplicaron el mismo enfoque para cargar la batería en climas cálidos. Luego lograron lograr la capacidad de reponer la carga de la batería durante unos 320-480 km en 10 minutos. La nueva investigación se basa en avances anteriores y combina tiempos de carga rápidos con alta densidad de energía.
Dirigido por Chao-Yang Wang, el avance proviene de un equipo de ingeniería responsable de algunos avances impresionantes en los últimos años. En 2016, el equipo abordó el problema del rendimiento obstaculizado en climas fríos de las baterías de litio mediante la integración de un mecanismo de autorregulación de la temperatura. Esto se centró en una lámina de níquel que calienta rápidamente la batería en temperaturas bajo cero, lo que le permite funcionar normalmente.
El prototipo se basa en el mismo elemento calefactor de lámina de níquel que promueve una carga más rápida. La capacidad de la nueva batería ha aumentado en comparación con la versión anterior y ascendió a 265 Wh/kg. Según los desarrolladores, la combinación de tiempo de carga corto y alta densidad hace que la invención sea la primera de su tipo y abre perspectivas interesantes para el transporte eléctrico.
“La demanda de baterías pequeñas de carga rápida es mayor que nunca”, dijo Wang Chaoyang, líder del equipo. “Simplemente no hay suficientes baterías y las materias primas necesarias, especialmente de producción nacional, para satisfacer toda la demanda”.
Durante las pruebas, la batería se cargó en 11 minutos al 70 % durante 2000 ciclos. Esto, según Wang, equivale a 500.000 millas de conducción de vehículos eléctricos solo como resultado de la carga acelerada. Además, la alta densidad de energía permitió a los investigadores reducir el tamaño de la batería de 150kWh a 50kWh sin comprometer el alcance.
La batería se pudo cargar al 70% en 11 minutos durante 2000 ciclos, lo que según el equipo equivale a medio millón de millas recorridas únicamente mediante carga rápida. Ve que esta nueva tecnología de batería abre una puerta a paquetes de baterías más económicos, más pequeños y con mayor densidad de energía que se pueden recargar rápidamente para mantener a las personas en movimiento. Esto dependería del acceso generalizado a la infraestructura de carga adecuada, pero si todo lo que implica es una escala de 10 minutos, puede imaginar que la tecnología se vuelva popular en pueblos y ciudades.
“Nuestra tecnología de carga rápida funciona para la mayoría de las baterías de alta densidad energética y abrirá una nueva posibilidad de reducir el tamaño de las baterías de los vehículos eléctricos de 150 a 50 kWh sin que los conductores sientan ansiedad por la autonomía”, dijo Wang. “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 automóviles eléctricos asequibles”.
La difusión de dicha tecnología, si demuestra ser realmente fiable y eficaz en la práctica, sin duda aumentará la popularidad de los coches eléctricos en las ciudades.
El equipo está trabajando para comercializar la tecnología a través de la empresa derivada EC Power, y ha publicado la investigación en la revista nature
