MOTOS y COCHES ELÉCTRICOS. Nuevas Tecnologías. Nanotubos de Carbono

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Innovadora nanotecnología aportará ‘mejoras revolucionarias’ para a capacidad energética de vehículos eléctricos de próxima generación

NAWA Technologies, una empresa francesa afincada en las cercanías de Marsella que desarrolla soluciones basadas en carbono dirigidas a la conversión, el almacenamiento, el transporte y la eficiencia energética ha presentado un revolucionario electrodo basado en el diseño patentado de nanotubos de carbono alineados verticalmente (VACNT).

Con esta tecnología se alargará la vida útil y el tiempo de recarga de las baterías de los vehículos eléctricos. La innovación se logró mediante un nuevo electrodo de carbono formado por 100.000 millones de nanotubos por cm2 alineados verticalmente proporciona una alta conductividad eléctrica y térmica que se traduce en una mayor capacidad de almacenar energía y en una mayor vida útil de las baterías.

En la actualidad, una de las principales limitaciones para ampliar la capacidad de almacenamiento de energía y aumentar el ciclo de vida de las baterías se halla en el diseño y los materiales utilizados para los electrodos. 

Esta tecnología es también la base de sus ultracondensadores de próxima generación, que, por ejemplo se emplean en la motocicleta eléctrica NAWA Racer.

Los ultracondensadores, basados carbono, se cargan y descargan en segundos y son capaces de capturar la energía del sistema de frenado regenerativo. El electrodo de carbono combina la conductividad iónica más alta, lograda gracias a una nanoestructura 3D totalmente accesible y multiplica por 10 la potencia de la batería, por tres la capacidad de almacenamiento, por cinco los ciclos de carga y descarga y reduce el tiempo de recarga a minutos en lugar de horas. 

Una tecnología exponencial

NAWA cree que su nuevo diseño puede ofrecer importantes ahorros en un mercado que hoy en día supera los 35.000 millones de dólares ya que los electrodos representan casi el 25% del costo total de fabricación de una batería.

En esa línea, la geometría de electrodo 3D resuelve, además, la gran mayoría de las limitaciones de rendimiento que a las que se enfrentan los fabricantes de baterías. 

El electrodo de carbono ultrarrápido de NAWA ya está disponible en dos formatos: como imprimación para electrodos ya existentes y como un electrodo 3D completo (ánodo o cátodo) donde los propios nanotubos sirven como estructura sobre la que recubrir el material de inserción de litio.

Ventajas

NAWA ha dedicado seis años a desarrollar el VACNT para sus ultracondensadores de próxima generación y parece que el trabajo está rindiendo frutos.

La tecnología de electrodos secos de NAWA también aporta importantes ventajas medioambientales, ya que son fácilmente reciclables y eco desechables al final de su largo ciclo de vida. Como resultado, NAWA estima que al usar un electrodo de carbono ultrarrápido en las celdas de las baterías de litio, la huella de CO2 podría reducirse hasta en un 60%, simplemente porque se requiere menos material activo.

Actualmente ya es capaz de ‘cultivar’ VACNT a ambos lados de un sustrato de aluminio de un metro de ancho mediante la producción roll to roll, que permite espolvorear el material sobre la cinta de aluminio y volver a rebobinarla tras el proceso para crear un rollo de salida. El proceso no precisa ni solventes ni aglutinantes, lo que reduce el costo de los electrodos en un 30%.

Laboratorio de I+D

Los electrodos de carbono ultrarrápido podrían duplicar los kWh almacenados en la batería de un vehículo eléctrico. Para la empresa, la autonomía con esta tecnología se acerca a los 1.000 kilómetros que podrían ofrecerse incluso en los modelos más accesibles. Para recuperar el 80% de su capacidad tan solo serían necesarios cinco minutos, sin que la potencia de carga elevada reduzca su vida útil, más bien al contrario, ya que esta podría verse multiplicada por cinco.

Por otra parte, NAWA Technologies también está desarrollando otro concepto llamado NAWAShell, una batería híbrida estructural integrada que incorpora los nanotubos de carbono VACNT y que añade dos características complementarias: mayor resistencia mecánica y almacenamiento de energía eléctrica dentro del núcleo de la estructura compuesta.

Pascal Boulanger, fundador, presidente de la junta, director de tecnología y director de operaciones de NAWA, asegura que hasta ahora el aumento del rendimiento de las baterías había venido proporcionada por nuevos materiales, “un recurso que hoy se encuentra estancado”. El electrodo de carbono ultrarrápido de NAWA se basa en un cambio radical en el diseño. “El electrodo de carbono ultrarrápido de NAWA nos permitirá cargar las baterías más rápido, ir más lejos y durante más tiempo, y todo con un producto basado en uno de los materiales más abundantes y ecológicos del mundo: el carbono”, añade Ulrik Grape, director ejecutivo de NAWA Technologies.