Nueva capa para coches eléctricos prolonga mucho la vida útil de la batería controlando la temperatura

Jun 12, 2023

SHANGHÁI—Se ha diseñado una “capa térmica” de última generación para prolongar la duración de la batería de los coches eléctricos, todo ello sin consumir energía adicional.

Los científicos afirman que la capa térmica Janus, que funciona en todas las estaciones, puede disminuir drásticamente la temperatura de un vehículo eléctrico en un día caluroso y aumentarla 44° durante la noche. Compuesta predominantemente de sílice y aluminio, esta innovadora capa realiza su función de regulación de la temperatura de forma autónoma, sin necesidad de energía externa ni adaptaciones climáticas específicas.

El equipo de investigación describe la capa como "ropa para vehículos". Sugieren que podría mejorar la longevidad de la batería de los coches eléctricos al mitigar las variaciones dañinas de temperatura.

El prototipo amortigua las fluctuaciones naturales de temperatura aislando el vehículo o cualquier otro objeto de su entorno inmediato. La capa presenta dos componentes principales: una capa exterior que refleja eficazmente la luz solar y una capa interior que atrapa y almacena el calor.

El calor recogido por la capa exterior de la capa también se expulsa de una manera que le permite disiparse en el ambiente externo.

El diseño bidireccional de la capa, que lleva el nombre de la deidad romana de dos caras, Jano, es una característica importante. Su capa exterior está compuesta de finas fibras de sílice recubiertas con escamas hexagonales de nitruro de boro, una sustancia cerámica similar al grafito, que mejora la reflectividad solar. Estas fibras se entrelazan en una tela y se unen a la capa interior de aleación de aluminio.

Investigadores de la Universidad Jiao Tong de Shanghai probaron la eficacia de la capa en vehículos eléctricos en condiciones ambientales típicas en Shanghai, en la costa central de China.

Sin la capa, la temperatura interna de un automóvil alcanzó un máximo de aproximadamente 123 °F al mediodía, mientras que la temperatura dentro del automóvil equipado con la capa alcanzó solo 73 °F. Por el contrario, a medianoche, la temperatura dentro del coche encubierto se mantuvo significativamente más cálida que la temperatura exterior y nunca cayó por debajo del punto de congelación.

"La capa térmica es como ropa para vehículos, edificios, naves espaciales o incluso hábitats extraterrestres para mantenerse frescos en verano y calientes en invierno", explica el Dr. Kehang Cui, científico de materiales de la Universidad Jiao Tong de Shanghai y autor principal del estudio, en un comunicado de prensa. Reconoció el desafío de desarrollar un sistema que pueda encenderse y apagarse automáticamente sin energía externa.

Para combatir este problema durante el invierno, el equipo del Dr. Cui empleó un efecto llamado "reciclaje de fotones". Básicamente, cualquier energía atrapada debajo de la capa oscilará entre el vehículo y la capa en lugar de disiparse en el entorno circundante.

"Esta es la primera vez que pudimos lograr un calentamiento superior a la temperatura ambiente de casi 7°C durante las noches de invierno", dice el Dr. Cui. “Esto también nos sorprende un poco: no hay aporte de energía ni luz solar y aún así podemos calentarnos.

El equipo diseñó la capa a propósito teniendo en cuenta la escalabilidad futura. Si bien las fibras de sílice más delgadas habrían mejorado la reflectividad solar, también serían más frágiles e incompatibles con los métodos de producción industrial de gran volumen existentes. Los materiales elegidos, incluidos el aluminio, la sílice y el nitruro de boro, son todos rentables y contribuyen a crear una capa ligera, duradera y resistente al fuego. Los propietarios de vehículos eléctricos sin duda tendrán la esperanza de que la innovadora cubierta llegue a las tiendas en un futuro próximo.

El estudio se publica en la revista Device.

El escritor de South West News Service, James Gamble, contribuyó a este informe.

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