La ansiedad por el rango, el miedo a quedarse sin energía antes de poder recargar un vehículo eléctrico, puede ser cosa del pasado, según un equipo de ingenieros de Penn State que están buscando baterías de fosfato de hierro y litio que tienen un rango de250 millas con la capacidad de cargar en 10 minutos.
"Desarrollamos una batería bastante inteligente para vehículos eléctricos del mercado masivo con paridad de costos con los vehículos con motor de combustión", dijo Chao-Yang Wang, presidente de ingeniería mecánica William E. Diefenderfer, profesor de ingeniería química y profesor de ciencia e ingeniería de materiales, y director del Centro de Motores Electroquímicos en Penn State. "No hay más ansiedad por el alcance y esta batería es asequible".
Los investigadores también dicen que la batería debería durar 2 millones de millas en su vida útil.
Informan hoy 18 de enero en Energía de la naturaleza que la clave para una recarga rápida y de larga duración es la capacidad de la batería para calentarse rápidamente hasta 140 grados Fahrenheit, para cargar y descargar, y luego enfriarse cuando la batería no está funcionando.
"La carga muy rápida nos permite reducir el tamaño de la batería sin incurrir en ansiedad por el alcance", dijo Wang.
La batería usa un enfoque de autocalentamiento desarrollado previamente en el centro de Wang. La batería de autocalentamiento usa una fina lámina de níquel con un extremo unido al terminal negativo y el otro extendido fuera de la celda para crear un tercer terminal. Una vez que los electrones fluyencalienta rápidamente la lámina de níquel a través del calentamiento por resistencia y calienta el interior de la batería. Una vez que la temperatura interna de la batería es de 140 grados F, el interruptor se abre y la batería está lista para una carga o descarga rápida.
El equipo de Wang modeló esta batería utilizando tecnologías existentes y enfoques innovadores. Sugieren que al usar este método de autocalentamiento, pueden usar materiales de bajo costo para el cátodo y el ánodo de la batería y un electrolito seguro de bajo voltaje. El cátodo es térmicamenteestable, fosfato de hierro y litio, que no contiene ninguno de los materiales costosos y críticos como el cobalto. El ánodo está hecho de grafito de partículas muy grandes, un material seguro, ligero y económico.
Debido al autocalentamiento, los investigadores dijeron que no tienen que preocuparse por la deposición desigual de litio en el ánodo, que puede causar picos de litio que son peligrosos.
"Esta batería ha reducido su peso, volumen y costo", dijo Wang. "Estoy muy contento de que finalmente hayamos encontrado una batería que beneficiará al mercado masivo de consumidores".
Según Wang, estas baterías más pequeñas pueden producir una gran cantidad de energía al calentarse: 40 kilovatios hora y 300 kilovatios de energía. Un vehículo eléctrico con esta batería podría ir de cero a 60 millas por hora en 3 segundos y conduciríacomo un Porsche, dijo.
"Así es como vamos a cambiar el medio ambiente y no solo contribuiremos a los autos de lujo", dijo Wang. "Que todos puedan comprar vehículos eléctricos".
Otros investigadores de Penn State que trabajaron en este proyecto fueron Xiao-Guang Yang, profesor asistente de investigación de ingeniería mecánica, y Teng Liu, estudiante de doctorado en ingeniería mecánica.
La Oficina de Eficiencia Energética y Energía Renovable del Departamento de Energía de EE. UU. Y la Fundación William E Diefenderfer respaldaron esta investigación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Penn State . Original escrito por A'ndrea Elyse Messer. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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