Científicos de la Universidad Estatal de Pensilvania han presentado un importante avance en el diseño de las baterías de los vehículos eléctricos que permite que una batería típica de un vehículo eléctrico se cargue en 10 minutos.
El innovador diseño de la batería de iones de litio supone una combinación sin precedentes que permite un tiempo de carga más corto y un mayor almacenamiento de energía para una mayor autonomía de viaje, según los investigadores.
La necesidad de baterías más pequeñas y de carga más rápida es mayor que nunca. Sencillamente, no hay suficientes baterías ni materias primas críticas, especialmente las de producción nacional, para satisfacer la demanda prevista.
Chao-Yang Wang, autor principal del estudio.
La tecnología de carga rápida hace posible que los vehículos eléctricos se reduzcan de 150 a 50 kWh sin que los conductores sientan ansiedad por la autonomía, lo que los hace más económicos y eficientes.
Las baterías más pequeñas y de carga rápida reducirán drásticamente los costes de las baterías y el uso de materias primas críticas, como el cobalto, el grafito y el litio, permitiendo la adopción masiva de coches eléctricos asequibles.
El avance se centra en un novedoso método que regula la temperatura de la batería, necesaria para optimizar el tiempo de carga y el rendimiento. Las baterías funcionan con mayor eficacia cuando están calientes, pero no demasiado.
Mantener las baterías siempre a la temperatura adecuada ha sido un gran reto para los ingenieros de baterías. Hasta ahora, dependían de sistemas externos y voluminosos de calefacción y refrigeración para regular la temperatura de las baterías, que responden con lentitud y desperdician mucha energía.
Wang y su equipo decidieron regular la temperatura desde el interior de la batería. Desarrollaron una nueva estructura de batería que añade una lámina de níquel ultrafina como cuarto componente, además del ánodo, el electrolito y el cátodo. Actuando como estímulo, la lámina de níquel autorregula la temperatura y la reactividad de la batería, lo que permite una carga rápida de 10 minutos en casi cualquier batería de vehículo eléctrico.
Las verdaderas baterías de carga rápida tendrían un impacto inmediato. Como no hay suficientes minerales en bruto para que cada coche con motor de combustión interna sea sustituido por un VE equipado con 150 kWh, la carga rápida es imprescindible para que los VE se generalicen.
Chao-Yang Wang
El socio del estudio, EC Power, trabaja ahora en la fabricación y comercialización de la batería de carga rápida para un futuro asequible y sostenible de la electrificación de los vehículos.
Más información: www.psu.edu
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