La pila contiene fibras de carbono que sirven tanto de electrodo como de conductor, adem\u00e1s de formar parte del material estructural que soporta la carga al mismo tiempo. Los investigadores suecos comunicaron los primeros \u00e9xitos con este enfoque ya en 2018.<\/p>\n
Se denomina \"bater\u00eda estructural\" a las bater\u00edas que act\u00faan a la vez como fuente de energ\u00eda y como parte de la estructura, por ejemplo en la carrocer\u00eda de un autom\u00f3vil. La principal ventaja es que al asumir tareas de soporte de carga, el peso de la bater\u00eda se relativiza. Inicialmente, la nueva bater\u00eda podr\u00eda utilizarse en smartphones, ordenadores port\u00e1tiles o bicicletas el\u00e9ctricas. Pero a m\u00e1s largo plazo, seg\u00fan los participantes en el proyecto, tambi\u00e9n podr\u00eda utilizarse en coches el\u00e9ctricos, aviones o sat\u00e9lites.<\/p>\n
El proyecto lo llevan a cabo conjuntamente la Universidad Tecnol\u00f3gica de Chalmers y el Real Instituto de Tecnolog\u00eda KTH y est\u00e1 financiado por el programa de investigaci\u00f3n Clean Sky II de la Comisi\u00f3n Europea y las Fuerzas A\u00e9reas de EE UU. Sobre el estado actual de la investigaci\u00f3n, la Universidad de Chalmers informa de que la bater\u00eda tiene una densidad energ\u00e9tica de 24 Wh\/kg y una rigidez de 25 GPa.<\/p>\n
Leif Asp, profesor de Chalmers y l\u00edder del proyecto, afirma que \"los intentos anteriores de fabricar bater\u00edas estructurales han dado como resultado c\u00e9lulas con buenas propiedades mec\u00e1nicas o con buenas propiedades el\u00e9ctricas. Pero aqu\u00ed, utilizando fibra de carbono, hemos conseguido dise\u00f1ar una bater\u00eda estructural con una capacidad de almacenamiento de energ\u00eda y una rigidez competitivas.\"<\/p>\n
La novedosa bater\u00eda se construye utilizando fibra de carbono como electrodo negativo y una l\u00e1mina de aluminio recubierta de fosfato de hierro y litio como electrodo positivo. La fibra de carbono act\u00faa como hu\u00e9sped del litio y almacena as\u00ed la energ\u00eda. Los investigadores afirman que, como la fibra de carbono tambi\u00e9n conduce electrones, se pueden eliminar los conductores de cobre y plata, lo que reduce a\u00fan m\u00e1s el peso de la bater\u00eda. En su anuncio sobre el avance, los investigadores explican que la fibra de carbono y la l\u00e1mina de aluminio contribuyen a las propiedades mec\u00e1nicas de la bater\u00eda estructural. Los dos materiales de los electrodos se mantienen separados por un tejido de fibra de vidrio en una matriz de electrolito estructural. La funci\u00f3n del electrolito es transportar los iones de litio entre los dos electrodos de la pila, pero tambi\u00e9n transferir las cargas mec\u00e1nicas entre las fibras de carbono y otras piezas.<\/p>\n
Seg\u00fan los implicados en el proyecto, hay mucho m\u00e1s potencial con este enfoque y, de hecho, ya est\u00e1 en marcha un nuevo proyecto financiado por la Agencia Espacial Sueca en el que se pretende aumentar a\u00fan m\u00e1s el rendimiento de la bater\u00eda estructural. En este caso, la l\u00e1mina de aluminio se sustituye por fibra de carbono como material portante en el electrodo positivo, lo que aumenta tanto la rigidez como la densidad energ\u00e9tica. El separador de fibra de vidrio se sustituir\u00e1 por una variante ultrafina, que permitir\u00e1 un efecto significativamente mayor, lo que tambi\u00e9n deber\u00eda significar ciclos de carga m\u00e1s r\u00e1pidos.<\/p>\n
El nuevo proyecto deber\u00eda completarse en un plazo de dos a\u00f1os. Leif Asp, que tambi\u00e9n dirige este proyecto, estima que los investigadores podr\u00edan alcanzar una densidad energ\u00e9tica de 75 Wh\/kg y una rigidez de 75 GPa. Esto har\u00eda que la bater\u00eda fuera casi tan resistente como el aluminio, pero comparativamente mucho m\u00e1s ligera. \"La bater\u00eda estructural de nueva generaci\u00f3n tiene un potencial fant\u00e1stico. Si nos fijamos en la tecnolog\u00eda de consumo, dentro de unos a\u00f1os podr\u00eda ser posible fabricar smartphones, ordenadores port\u00e1tiles o bicicletas el\u00e9ctricas que pesen la mitad que ahora y sean mucho m\u00e1s compactas\", afirma Leif Asp. A m\u00e1s largo plazo, afirma, es bastante concebible que los coches el\u00e9ctricos, los aviones el\u00e9ctricos y los sat\u00e9lites se dise\u00f1en e impulsen con bater\u00edas estructurales.<\/p>\n