Aunque nadie puede predecir con certeza qu\u00e9 usar\u00e1 exactamente la gente para conducir por las carreteras dentro de d\u00e9cadas, esto es cierto: los autos a gasolina est\u00e1n saliendo y los veh\u00edculos el\u00e9ctricos est\u00e1n entrando. Eso es bastante transparente para la mayor\u00eda de las personas, sin embargo, la adopci\u00f3n es lenta debido a dos cuellos de botella principales: costo y conveniencia. Tanto el precio m\u00e1s alto de los veh\u00edculos el\u00e9ctricos como el mayor tiempo de recarga en comparaci\u00f3n con los veh\u00edculos que consumen mucha gasolina pueden atribuirse a las bater\u00edas, pero un simple ajuste de dise\u00f1o podr\u00eda resolver estos problemas con un doble golpe.<\/p>\n\n\n\n
\u201cLa necesidad de bater\u00edas m\u00e1s peque\u00f1as y de carga m\u00e1s r\u00e1pida es mayor que nunca\u201d, dijo Chao-Yang Wang, profesor de ingenier\u00eda mec\u00e1nica en Penn State y autor principal del estudio. \u201cSimplemente no hay suficientes bater\u00edas y materias primas cr\u00edticas, especialmente aquellas producidas en el pa\u00eds, para satisfacer la demanda anticipada\u201d.<\/p>\n\n\n\n
Wang y sus colegas exprimieron al m\u00e1ximo el rendimiento de las bater\u00edas de iones de litio a trav\u00e9s de la termorregulaci\u00f3n porque las bater\u00edas se cargan de manera \u00f3ptima cuando est\u00e1n calientes. Ese no es un secreto para los fabricantes de autom\u00f3viles, pero el desaf\u00edo radica en el sistema de calefacci\u00f3n y refrigeraci\u00f3n, que tiende a ser voluminoso y pesado. Todo ese peso adicional y consumo de energ\u00eda solo han generado ganancias netas marginales en autonom\u00eda.<\/p>\n\n\n\n
Sin embargo, los investigadores de Penn State han tomado una ruta diferente, regulando la temperatura desde el interior de la bater\u00eda en lugar de depender de un sistema externo. Agregaron una l\u00e1mina ultrafina de n\u00edquel de unos pocos micr\u00f3metros de espesor justo al lado del \u00e1nodo, el electrolito y el c\u00e1todo. La hoja de n\u00edquel act\u00faa como un elemento calefactor, calentando la celda de la bater\u00eda hasta 65\u00b0C en aproximadamente un minuto. Una vez cargada, la bater\u00eda se enfr\u00eda r\u00e1pidamente a temperatura ambiente poco despu\u00e9s de desenchufarla.<\/p>\n\n\n\n
Este \u00fanico elemento de dise\u00f1o permiti\u00f3 a los investigadores lograr una carga r\u00e1pida de 10 minutos para casi cualquier tipo de bater\u00eda EV. Por ejemplo, una bater\u00eda de 265 kWh se carg\u00f3 al 70% en 11 minutos.<\/p>\n\n\n\n
Y dado que las bater\u00edas se pueden cargar m\u00e1s r\u00e1pido, la l\u00e1mina delgada como un n\u00edquel podr\u00eda permitir que los veh\u00edculos el\u00e9ctricos funcionen con bater\u00edas mucho m\u00e1s peque\u00f1as. El coste medio de la bater\u00eda de un coche el\u00e9ctrico est\u00e1 entre el 30% y el 57% del valor total del veh\u00edculo.<\/p>\n\n\n\n
\u201cNuestra tecnolog\u00eda de carga r\u00e1pida funciona para la mayor\u00eda de las bater\u00edas de alta densidad energ\u00e9tica y abrir\u00e1 una nueva posibilidad de reducir el tama\u00f1o de las bater\u00edas de los veh\u00edculos el\u00e9ctricos de 150 a 50 kWh sin que los conductores sientan ansiedad por la autonom\u00eda\u201d, dijo Wang.<\/p>\n\n\n\n
La idea es tener veh\u00edculos el\u00e9ctricos m\u00e1s baratos con bater\u00edas m\u00e1s peque\u00f1as. Por supuesto, su alcance disminuir\u00e1 proporcionalmente con la reducci\u00f3n de la densidad de energ\u00eda, pero la p\u00e9rdida de autonom\u00eda se compensa con tiempos de carga mucho m\u00e1s r\u00e1pidos, y dado que algunos autos el\u00e9ctricos ya tienen alcances m\u00e1s largos que los autos de gasolina, hay cierto margen de maniobra con el que puede trabajar en este final. En general, esto mejorar\u00eda la autonom\u00eda general y servir\u00eda para curar la ansiedad por el rango que actualmente mantiene alejados a muchos compradores que est\u00e1n indecisos. Por supuesto, tambi\u00e9n puede comprar bater\u00edas de alta densidad con cientos de millas de alcance, pero pagar la prima.<\/p>\n\n\n\n
\u201cLas verdaderas bater\u00edas de carga r\u00e1pida tendr\u00edan un impacto inmediato\u201d, escriben los investigadores. \u201cDado que no hay suficientes minerales en bruto para que cada autom\u00f3vil con motor de combusti\u00f3n interna sea reemplazado por un EV equipado con 150 kWh, la carga r\u00e1pida es imperativa para que los EV se generalicen\u201d.<\/p>\n\n\n\n
Penn State se asoci\u00f3 con una empresa nueva llamada EC Power que surgi\u00f3 del campus para desarrollar comercialmente esta tecnolog\u00eda.<\/p>\n\n\n\n
Los hallazgos se informaron en la revista Nature<\/a>.<\/p>\n\n\n\n