Una nueva batería estructural desarrollada por la Universidad Tecnológica de Chalmers promete revolucionar la forma en que se diseñan y construyen los vehículos. Esta batería, fabricada con un material compuesto de fibra de carbono, puede funcionar simultáneamente como una fuente de energía y como parte de la estructura del vehículo. Esto podría reducir el peso de los automóviles eléctricos y mejorar drásticamente su eficiencia. Así contado muy rápido, pero os ampliamos la información en este, si nos permitís el símil, "paper" automovilístico.
¿Cómo sería una batería estructural con fibra de carbono?
Esta batería estructural es una innovación que combina la capacidad de almacenamiento de energía con la capacidad de soportar cargas mecánicas. Tradicionalmente, las baterías se han considerado un componente adicional en los coches, aumentando el peso total y requiriendo espacio dedicado dentro del vehículo. Sin embargo, la propuesta de los investigadores de Chalmers se basa en un enfoque totalmente diferente: integrar la batería en la propia estructura del coche.
Esta batería está hecha de un material compuesto de fibra de carbono que es tan rígido como el aluminio, pero con la capacidad de almacenar energía. Este desarrollo tecnológico implicaría que el vehículo no sólo contase con una fuente de energía, sino que dicha fuente se puede convertir en parte de su estructura, aligerando significativamente el peso. Las fibras de carbono pueden actuar como electrodos en las baterías de iones de litio, permitiendo que el material cumpla una doble función.
Según los expertos, este concepto podría reducir el peso de un vehículo hasta en un 50%, lo que en el caso de los coches eléctricos permitiría mejorar la autonomía sin aumentar el tamaño de las baterías.
Propiedades mejoradas para las baterías del futuro
Desde 2018, cuando los investigadores de Chalmers revelaron por primera vez que las fibras de carbono podían almacenar energía, este prototipo ha ido avanzando paulatinamente. El último hito se alcanzó este 2024, cuando el equipo aumentó la densidad energética de la batería a 30 Wh/kg, lo que la sitúa en un 20% de la capacidad de las baterías de iones de litio convencionales. Hito que publicaron recientemente en varias revistas y medios especializados como la Wiley Library o EurekAlert!
A pesar de este valor relativamente bajo, la ventaja principal no radica en la capacidad de almacenamiento en sí, sino en la reducción del peso total del vehículo. Además, la rigidez del material ha sido mejorada notablemente. En términos de módulo elástico, ha pasado de 25 a 70 GPa (Gigapascales o medida de la rigidez del material), lo que significa que la batería puede soportar cargas mecánicas con la misma eficacia que el aluminio, pero con menos peso.
Este avance la convierte en la batería estructural más eficiente jamás creada, duplicando las capacidades de su predecesora en cuanto a propiedades multifuncionales. Otro aspecto crucial de este desarrollo es que el diseño de la batería no requiere el uso de metales conflictivos como el cobalto o el manganeso, lo que reduce tanto el coste como el impacto ambiental. La eliminación de componentes adicionales como colectores de corriente de cobre o aluminio también contribuye a una mayor reducción de peso y simplificación del diseño.
Suscríbete a la newsletter
Si quieres estar al día de nuestras noticias, tienes que tener una cuenta en coches.net.
¿Cómo afectaría al sector industrial del automóvil?
El sector automotriz podría beneficiarse enormemente de esta tecnología, especialmente en el desarrollo de vehículos eléctricos. Como sabemos el peso es un factor clave para mejorar la autonomía y reducir el consumo energético y así lo vemos en los modelos más recientes que han pasado por nuestras manos, como el Volkswagen ID.7 o el reciente anuncio del Tesla Model 3 Gran Autonomía RWD con hasta 702 km.
Las baterías tradicionales añaden una cantidad considerable de peso, lo que obliga a los fabricantes a compensar esta desventaja con motores más potentes o baterías más grandes, lo que a su vez incrementa el consumo de energía. Si las baterías estructurales logran comercializarse, los coches eléctricos podrían ver aumentada su autonomía hasta en un 70% sin necesidad de modificar las dimensiones de las baterías.
Esto representaría un cambio radical en la forma de diseñar vehículos eléctricos, permitiendo un enfoque más eficiente y rentable. Además, la tecnología no solo está limitada al sector automotriz. Aviones, drones, barcos y otros medios de transporte también podrían beneficiarse de esta innovación, reduciendo tanto el peso como el consumo energético. Sin embargo, la implementación de esta tecnología requerirá importantes inversiones y ajustes en las líneas de producción, especialmente para cumplir con los exigentes estándares de seguridad del sector automovilístico.
Aunque la batería es lo suficientemente rígida como para soportar cargas, los vehículos deben pasar pruebas rigurosas de resistencia antes de que esta tecnología pueda ser adoptada a gran escala.
Actualmente, la investigación se encuentra en una fase de laboratorio, y la transición hacia la producción industrial a gran escala requerirá un esfuerzo coordinado entre la academia y la industria. La empresa derivada Sinonus AB, con sede en Borås (Suecia) nace con el propósito de acelerar la comercialización de esta tecnología. Los primeros productos que podrían incorporar estas baterías estructurales serían dispositivos electrónicos como teléfonos móviles o portátiles.
En cuanto al sector automotriz, el reto será encontrar la forma de integrar esta tecnología en la producción de coches eléctricos, satisfaciendo al mismo tiempo las demandas energéticas y los requisitos de seguridad.
