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Noviembre 04, 2019

Los vehículos eléctricos podrían descarbonizar uno de los sectores más contaminantes de nuestra economía, pero se ven afectados por un problema importante: la ansiedad por el alcance. Un nuevo diseño de batería que puede cargarse en solo 10 minutos promete abordar ese problema de frente.

En 2018, el rango medio para los autos eléctricos en los EE. UU. Fue de solo 125 millas, y los tiempos de carga típicos para los modelos más vendidos fueron entre 7 y 12 horas, según CB Insights. Eso se compara con las 400 a 600 millas que su sedán promedio a gasolina puede cubrir en un solo tanque, que toma menos de 5 minutos para repostar.

Si bien algunos vehículos eléctricos de alta gama (como los Teslas más caros) están comenzando a acercarse a ese tipo de rangos, todavía se necesitan alrededor de 50 minutos para una carga completa utilizando los sobrealimentadores más potentes disponibles. Es mucho tiempo para quedarse si está haciendo un viaje a través del país que requiere múltiples paradas en boxes.

El resultado es la ansiedad por el alcance, donde las personas se preocupan por quedarse sin carga y enfrentar retrasos debido al largo tiempo que toma recargar sus automóviles. Hay dos formas de abordar el problema: construir baterías de mayor capacidad o cargar las existentes más rápido.

Las baterías más grandes son un problema complicado, porque los vehículos enfrentan un acto de equilibrio entre peso y capacidad. Después de cierto punto, el peso adicional de las baterías cancela el aumento de potencia que proporcionan. Hay mucho trabajo en baterías con una mejor densidad de energía (cuánta carga pueden soportar para un peso específico), pero no hay avances importantes en el horizonte.

La carga más rápida también está limitada por el hecho de que bombear demasiada energía a las baterías en un corto período de tiempo puede dañarlas. Pero una nueva investigación publicada en Joule demostró que el aumento temporal de la temperatura de las baterías de iones de litio durante la carga permitió cargarlas rápidamente sin efectos secundarios negativos.

“Demostramos que podemos cargar un vehículo eléctrico en 10 minutos para un rango de 200 a 300 millas”, dijo en un comunicado de prensa Chao-Yang Wang, profesor de la Universidad Estatal de Pensilvania que dirigió la investigación. “Y podemos hacer esto manteniendo 2.500 ciclos de carga, o el equivalente a medio millón de millas de viaje”.

Desde hace tiempo se sabe que cargar a temperaturas más altas ayuda a prevenir la acumulación dañina de placas de litio que ocurre durante la carga rápida. Pero se pensó que no era prudente hacer funcionar las baterías de iones de litio a altas temperaturas porque hace que sus materiales reaccionen entre sí, degradando la batería.

Sin embargo, los investigadores descubrieron que calentar brevemente la batería a 140 ° F durante la carga y luego enfriarla rápidamente a temperatura ambiente nuevamente evitó estas dos preocupaciones, creando una batería de larga duración que se puede cargar al 80 por ciento en solo 10 minutos .

Si bien aún queda un largo camino por recorrer hasta que la batería llegue a los vehículos, Clare Gray, profesora de la Universidad de Cambridge, le dijo a The Guardian que la investigación mostró la importancia de desafiar la sabiduría convencional.

“El punto interesante es que sugiere que los efectos positivos del calentamiento —placa de litio reducida— superan los procesos de degradación considerables que se activan a temperaturas más altas”, dijo.

Sin embargo, queda por ver si la tecnología se puede ampliar, y la historia está plagada de diseños prometedores de baterías que nunca salieron de la mesa de laboratorio. Las pruebas se realizaron con baterías mucho más pequeñas que las que se usarían en los automóviles, por lo que no está claro si calentar paquetes más grandes podría tener consecuencias imprevistas.

Pero el equipo tiene confianza y dice que ahora están buscando reducir el tiempo de carga aún más a cinco minutos, lo que los coloca en igualdad de condiciones con el tiempo necesario para repostar un automóvil de gasolina. Wang cree que la tecnología estará en vehículos dentro de dos o tres años.

“Si tenemos una infraestructura ubicua de carga rápida en la carretera, los conductores ya no necesitan preocuparse por el rango de crucero”, dijo a The Guardian. “Después de conducir 200-300 millas por carga, uno puede recoger otras 200-300 millas cargando durante 10 minutos”.

Este artículo fue traducido del idioma inglés. Leer artículo original