Los propietarios de vehículos eléctricos pronto podrán ingresar a una estación de servicio, enchufar su automóvil, ir al baño, tomar una taza de café y, en 10 minutos, conducir con una batería completamente cargada, de acuerdo con Un equipo de ingenieros.
Chao-Yang Wang, profesor de ingeniería química y profesor de ciencia e ingeniería de materiales en Penn State, dijo en un comunicado:
Demostramos que podemos cargar un vehículo eléctrico en diez minutos para un rango de 321 a 482 kilómetros. Y podemos hacer esto manteniendo 2.500 ciclos de carga, o el equivalente a 800 mil kilómetros de viaje”.
Las baterías de iones de litio se degradan cuando se cargan rápidamente a temperaturas ambiente inferiores a 50 grados Fahrenheit porque, en lugar de que los iones de litio se inserten suavemente en los ánodos de carbono, el litio se deposita en picos en la superficie del ánodo. Este revestimiento de litio reduce la capacidad de la celda, pero también puede causar picos eléctricos y condiciones de batería inseguras.
En una batería, los iones fluyen del cátodo al ánodo, lo que resulta en una carga de energía positiva para la unidad. Crédito: Chao-Yang Wang Lab / Penn State
Las baterías calentadas por encima del umbral de revestimiento de litio, ya sea por calentamiento externo o interno, no exhibirán revestimiento de litio.
Los investigadores habían desarrollado previamente su batería para cargar a 50 grados F en 15 minutos. La carga a temperaturas más altas sería más eficiente, pero largos períodos de alto calor también degradan las baterías.
Wang dijo:
La carga rápida es la clave para permitir la introducción generalizada de vehículos eléctricos”.
Wang y su equipo se dieron cuenta de que si las baterías pudieran calentarse a 140 grados F por solo 10 minutos y luego enfriarse rápidamente a temperatura ambiente, no se formarían picos de litio y tampoco se produciría la degradación del calor de la batería.
Wang dijo:
Llevar esta batería al extremo de 60 grados Celsius (140 grados F) está prohibido en el ámbito de la batería. Es demasiado alto y se considera un peligro para los materiales y acortaría drásticamente la duración de la batería”.
Nueva batería permitirá cargar los automóviles eléctricos en solo 10 minutos. Crédito: GoranH / Pixabay
El enfriamiento rápido de la batería se lograría utilizando el sistema de enfriamiento diseñado en el automóvil, explicó Wang. La gran diferencia de 140 grados a aproximadamente 75 grados F también ayudará a aumentar la velocidad de enfriamiento.
Wang dijo:
La tendencia de 10 minutos es para el futuro y es esencial para la adopción de vehículos eléctricos porque resuelve el problema de ansiedad por el alcance”.
Según informa Reuters, el establecimiento de 2.800 estaciones de carga en los EE.UU., financiado por la multa de más de $ 2 mil millones pagada por Volkswagen, se sumará a la reducción de la «range anxiety» («ansiedad por el alcance») o miedo a quedarse sin energía sin forma ni tiempo para recargarse, después de admitir la trampa de las emisiones de diesel. Estas estaciones de carga estarán en 500 ubicaciones.
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La batería de autocalentamiento utiliza una fina lámina de níquel con un extremo conectado al terminal negativo y el otro extendiéndose fuera de la celda para crear un tercer terminal. Un sensor de temperatura conectado a un interruptor hace que los electrones fluyan a través de la lámina de níquel para completar el circuito. Esto calienta rápidamente la lámina de níquel a través del calentamiento por resistencia y calienta el interior de la batería.
El Departamento de Energía de los Estados Unidos apoyó este trabajo.
El estudio científico ha sido publicado en la revista Joule.
Fuente: Penn State News
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