Coches híbridos más ligeros y eficientes
Además de contar con un motor más pequeño y eficaz, los coches híbridos de hoy en día pueden fabricarse con materiales más ligeros para obtener más autonomía. El gran volumen de las baterías actuales limita las posibilidades de la tecnología híbrida. Mediante la sustitución de piezas de la carrocería por materiales delgados capaces de funcionar como batería, se ampliaría la autonomía de los automóviles entre recargas. El proyecto de investigación financiado con fondos europeos «Composite structural power storage for hybrid vehicles» (STORAGE) se dedicó al desarrollo de materiales multifuncionales nuevos capaces de soportar cargas mecánicas y almacenar energía eléctrica, ofreciendo así vehículos considerablemente menos pesados y voluminosos o características positivas relacionadas con el rendimiento como una mayor durabilidad. El trabajo inicial se destinó a dos técnicas, refuerzo e injerto, con las que crear los constituyentes del material compuesto y al desarrollo de una resina multifuncional. El equipo al cargo del proyecto mejoró las propiedades mecánicas del material mediante el crecimiento de nanotubos de carbono sobre la superficie de las fibras de carbono. Un recubrimiento de aerogel de carbono permitió aumentar el área superficial del material y así ampliar su capacidad para almacenar energía. En paralelo, el desarrollo de la matriz se basó en una mezcla de resinas epoxi ya existentes y electrolito líquido. Estos constituyentes se combinaron para formar los materiales compuestos. Se fabricaron cuatro dispositivos estructurales y multifuncionales de almacenamiento de energía: condensadores, baterías, supercondensadores y condensadores híbridos. Para poner a prueba las propiedades eléctricas y mecánicas de los materiales compuestos se aplicaron varias técnicas. Del mismo modo, se abordaron las cuestiones de ingeniería y operativas más importantes, como la identificación de un método de diseño multifuncional de laminados de fibra de carbono y la investigación de un sistema de empaquetado, integración y conexión de los composites estructurales eléctricos en la estructura del vehículo. Las actividades del proyecto dieron lugar a tres demostradores, a saber, un coche radiocontrolado a pequeña escala con un techo supercondensador, una cubierta de motor dotada de baterías de iones de litio y una puerta de maletero con laminados supercondensadores (que reducen el peso un 60 %). Aunque STORAGE se esforzó por lograr prestaciones mecánicas y eléctricas comparables a las proporcionadas por los materiales estructurales y dispositivos eléctricos existentes respectivamente, su objetivo fue lograr un ahorro del 15 % en el peso total. Estos progresos revolucionarios contribuirán a impulsar soluciones de transporte más ecológicas, eficaces y competitivas.
Palabras clave
Material multifuncional, composite, material compuesto, carga mecánica, dispositivo de almacenamiento de energía, vehículo híbrido
