Coches eléctricos que almacenan la electricidad en la carrocería

Según un reciente estudio sueco las fibras de carbono pueden funcionar como electrodos y almacenar energía directamente y de forma parecida a las baterías. De este modo las carrocerías y estructuras fabricadas con este material cumplen una doble función y abren nuevas oportunidades para reducir «significativamente» el peso de los vehículos eléctricos, desde aviones a coches.

Según Leif Asp, profesor en la Universidad Tecnológica de Chalmers, en Suecia, «de este modo la carrocería del coche no sería solo un elemento de soporte estructural, sino que también actuaría como batería» para la propulsión eléctrica. «En un coche o de un avión esto podría reducir el peso hasta en un 50 por ciento».

Ilustración: Yen Strandqvist / Universidad Tecnológica de Chalmers

Reducir el peso, un reto clave para la electrificación

El peso es un reto clave para la electrificación ya que es el principal factor de influencia en la eficiencia energética de cualquier vehículo, por lo que tiene un impacto directo y notable en la autonomía de los coches eléctricos. En el caso de los aviones de pasajeros «para funcionar con electricidad tendrán que ser mucho más ligeros de lo que son en la actualidad,» dicen los investigadores.

El fabricante de coches Volvo lleva años investigando y explorando, junto con otras instituciones y empresas, carrocerías multifuncionales. Ya en 2010 Volvo propuso utilizar algunos paneles de la carrocería del coche como baterías eléctricas, caso de las puertas, capó o techo fabricados con compuestos de fibra de carbono y resina de polímero. De este modo esos elementos servirían como supercondesadores (o híbridos baterías-condensadores) capaces de almacenar más energía por unidad de superficie que las baterías convencionales y que además pueden cargarse muy rápido.

Lamborghini Terzo Millennio. Fotografía: Lamborghini

Más recietenmente para el prototipo Terzo Millennio de Lamborghini se ha anunciado la posibilidad de utilizar nanotubos de carbono también para convertir la carrocería del coche en un supercondensador en el que almacenar electricidad.

Este método, desarrollado por Lamborghini en colaboración con investigadores del MIT, elimina la necesidad de utilizar grandes (y pesadas) baterías de iones de litio, algo esencial cuando el propósito es construir superdeportivos de bajo peso y gran maniobrabilidad.

Microestructuras de fibra que almacenan energía

Después de analizar diferentes tipos de fibras de carbono los investigadores descubrieron que algunas de ellas tienen mejores propiedades electroquímicas que otras dependiendo del modo en que esté fabricadas. La ironía es que las microestructuras de fibra que son más adecuadas para almacenar energía son aquellas que por la forma en las que están formadas resultan menos rígidas debido a la densidad y disposición de los cristales de las fibras.

El profesor Leif Asp con una bobina de fibra de carbono. Fotografía: Johan Bodell / Universidad Tecnológica de Chalmers

Sin embargo tratándose de fibra de carbono «menos rígida» significa que su rigidez todavía es «ligeramente superior a la del acero», por lo que cualquiera de las microestructuras aptas para almacenar energía sigue siendo adecuada también para construir estructuras para coches, por ejemplo.

«Una ligera reducción de la rigidez no es un problema para muchas aplicaciones, como en el caso de los automóviles. En la actualidad el mercado está dominado por los compuestos de fibra de carbono cuya rigidez está adaptada al uso en aeronaves,» explica Leif Asp. «Ahora sabemos cómo deben fabricarse las fibras de carbono multifuncionales para alcanzar una alta capacidad de almacenamiento de energía al tiempo que se garantiza una rigidez suficiente.»

Un nueva forma de pensar para el sector de la automoción

Leif Asp explica que para la industria de la aviación puede ser necesario «aumentar el grosor de los compuestos de fibra de carbono, para compensar la reducción de la rigidez de las baterías estructurales» Esto, a su vez, también aumentaría su capacidad de almacenamiento de energía.

Los investigadores admiten que tal vez las baterías estructurales no sean tan eficientes como las baterías convencionales, pero que en conjunto el planteamiento pueden proporcionar grandes beneficios comenzando por la reducción del peso y del espacio ocupado por las baterías, que además serían más seguras que las baterías convencionales «especialmente porque no contienen sustancias volátiles.»