La fibra de carbono, tal como la conocemos, es uno de los materiales más impresionantes con los que trabaja la industria automovilística. Su increíble fuerza y ligereza no solamente se emplea en superdeportivos, sino que también es común verla en el ciclismo profesional o aviones. ¿Podría también desempeñar un papel clave para almacenar energía? Un equipo de científicos ha estado explorando las posibilidades y asegura que las formas del material cuentan con las propiedades electroquímicas necesarias, lo que plantea algunas posibilidades interesantes para el diseño de vehículos, ahorrando peso en coches eléctricos.

La investigación se llevó a cabo en la Universidad de Tecnología de Chalmers en Suecia y comenzó con una premisa bastante simple: Se ha demostrado que la fibra de carbono tiene potencial como material de electrodo en baterías experimentales. También están más que probadas sus propiedades mecánicas. ¿Se podrían combinar estos dos atributos en un único material?

No es tarea sencilla. La fibra de carbono fabricada para fines estructurales generalmente está diseñada para ser lo más rígida posible, pero deja mucho que desear en términos de capacidad electroquímica. Por el contrario, la fibra de carbono con buenas capacidades electroquímicas tiende a ofrecer una rigidez mucho menor. Los científicos se propusieron encontrar un nuevo tipo de fibra de carbono, que pudiese ajustarse a ambas facturas.

Tras analizar las microestructuras de los diferentes tipos de fibras de carbono disponibles en el mercado, observando cómo se dimensionaban y ordenaban los cristales internos, descubrieron que las fibras de carbono con mayor rigidez tenían cristales grandes y muy bien ordenados, mientras que las fibras de carbono menos rígidas tenían cristales pequeños y en desorden. Este descubrimiento proporciona la base para conseguir fibras de carbono con ambas cualidades, con las propiedades electroquímicas útiles y la rigidez requerida.

Como explica el autor del estudio Leif Asp: “ahora sabemos cómo deben fabricarse las fibras de carbono multifuncionales para lograr una alta capacidad de almacenamiento de energía, al tiempo que se garantiza una rigidez suficiente. Una ligera reducción de la rigidez no es un problema para algunas aplicaciones, como los automóviles. El mercado está dominado actualmente por costosos compuestos de fibra de carbono, adaptado a un uso aeronáutico. Existe un potencial aquí para que los fabricantes de fibra de carbono extiendan su utilización. ”

Debido a que el peso es tan crítico en el diseño del vehículo y a su posterior eficiencia, los científicos ya imaginan cómo este nuevo material, si se desarrolla para ser parte del sistema de energía, podría cambiar las cosas. Los investigadores ya están trabajando con las industrias automotriz y de aviación para explorar las posibilidades de estas baterías estructurales.

“Una carrocería de automóvil no sería simplemente un elemento de carga, sino que también actuaría como batería”, indica Leif Asp. “También será posible utilizar la fibra de carbono para otros fines, como recuperar energía cinética, para sensores o para conductores de energía y datos. Si todas estas funciones formaran parte de la carrocería, podría reducir el peso hasta el 50%”.

Fuente: Multifunctional Materials
Vía: Chalmers University of Technology

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