Los aviones de pasajeros necesitarían ser mucho más ligeros de lo que son hoy en día para poder ser energizados solo con electricidad.
Leif Asp, profesor en la Universidad Chalmers de Tecnología en Suecia, realiza investigaciones sobre la capacidad de las fibras de carbono para desempeñar más funciones que la de simplemente actuar como material de refuerzo. Por ejemplo, almacenar energía. Argumenta al respecto que la carrocería de un coche no tiene por qué estar limitada a la función de soportar carga mecánica, sino que podría también actuar como una batería. Los resultados han sido publicados en la revista Multifunctional Materials.
Y no solo eso. También sería posible utilizar las fibras de carbono para funciones como recolectar energía cinética, servir de sensores o formar parte de sistemas conductores de energía y/o de datos. Si todas estas funciones formaran parte de la carrocería de un automóvil o del fuselaje y otras estructuras de un avión, ello podría reducir el peso en hasta un 50 por ciento, según los cálculos de Asp y sus colegas.
Estos científicos han presentado recientemente los resultados de un estudio sobre cómo afecta la microestructura de las fibras de carbono a sus propiedades electroquímicas, es decir, su capacidad de operar como electrodos en una batería de iones de litio. Hasta ahora, tal cuestión no había sido investigada.
El equipo de Asp estudió la microestructura de diferentes tipos de fibras de carbono disponibles comercialmente.
Ciertas fibras de carbono con cristales pequeños y escasamente orientados tienen buenas propiedades electroquímicas, aunque una menor rigidez en términos relativos.
Por su parte, las fibras de carbono que tienen cristales grandes y muy orientados, poseen una mayor rigidez, pero sus propiedades electroquímicas son pobres, demasiado para su uso en baterías estructurales.
Asp y sus colegas saben ahora cómo hay que fabricar fibras de carbono multifuncionales para conseguir de ellas una alta capacidad de almacenamiento de energía, asegurando al mismo tiempo una rigidez suficiente.
Los resultados de la nueva investigación indican que las fibras de carbono del tipo adecuado pueden actuar como electrodos de batería, almacenando directamente energía. Esto abre nuevas posibilidades para las baterías estructurales, donde la fibra de carbono se convierte en parte integral del sistema energético.
El uso de este tipo de material multifuncional puede contribuir a una futura reducción notable de peso en los aviones y en otros vehículos. Este potencial ya ha despertado el interés de empresas en el sector de la automoción y en el de la aeronáutica.
Referencia bibliográfica:
Giulia Fredi et al. 2018. Graphitic microstructure and performance of carbon fibre Li-ion structural battery electrodes. Multifunctional Materials. DOI: 10.1088/2399-7532/aab707
