El futuro de los eléctricos está en sus propias carrocerías

Es una de las asignaturas pendientes de los fabricantes de vehículos, sobre todo de los deportivos. Según un estudio, en el año 2040 la mitad de los vehículos fabricados serán híbridos, por lo que se hace necesaria la búsqueda de soluciones en materia de adelgazamiento ante las baterías de iones de litio, de cara a no perder el dinamismo y, sobre todo, autonomía.

El nuevo Audi e-tron cuenta con un peso de 2.565 kilos, de los cuales el 27% corresponde a las baterías, prácticamente las mismas cifras que su gran rival, el Mercedes-Benz EQC. Ferrari por su parte acaba de presentar el SF90 Stradale, el primer híbrido enchufable de su historia y su modelo de calle más potente, con hasta 1.000 caballos. Cuenta, sin embargo, con un peso de 1.570 kilos –para poner en contexto, el LaFerrari de 2013 pesaba 1.255 kilos– proveniente mayoritariamente de su sistema eléctrico de baterías, por lo que la marca ha debido dedicar gran esfuerzo a la eficiencia aerodinámica y al uso de materiales específicos para el ahorro de peso, como el titanio y la fibra de carbono.

Volvo, en 2010, tomó la delantera en estas investigaciones al proponer por primera vez el uso de la propia carrocería del vehículo como almacén de energía. Con la ayuda de la Unión Europea, así como de otros fabricantes e instituciones, presentaba la solución, que no era otra que fabricar la carrocería en un compuesto de fibra de carbono y una resina de polímero, que actuarían como una ''batería estructural''. El vehículo también se beneficiaría de las propiedades de estos materiales, como una mayor dureza y un peso hasta un 15% más contenido que si se usasen paneles de acero corrientes, además de dejar libre el espacio que ocuparían las baterías. La recarga por su parte se podría realizar tanto con frenada regenerativa como mediante enchufe.

ENTRA LA NANOTECNOLOGÍA

De un tiempo a esta parte, los avances en torno a los nanomateriales se han hecho cada vez más palpables. Éstos han conseguido que cada vez sea más sencilla la obtención del grafeno, ese material consistente de una lámina de carbono y para la que se prevén infinidad de aplicaciones. Una de ellas es la creación de nanotubos de carbono –que no son otra cosa que una lámina de grafeno 'enrollada' en forma de tubo– cuyas aplicaciones en súper condensadores son muy halagüeñas. Un condensador no es otra cosa que una fuente de voltaje, igual que una batería, solo que, al contrario que éstas, de menor capacidad y de carga/descarga instantánea. Los supercondensadores tratan de unir las ventajas de ambos sistemas. La ventaja de los nanotubos es que, debido a su estructura atómica, otorgan baja resistividad y elevada densidad energética, por lo que se presentan ideales para su uso en este campo.

El Instituto Tecnológico de Massachussets –MIT–, en Estados Unidos, es una de las autoridades en estas investigaciones. Hace dos años presentaba, en colaboración con Lamborghini, el Terzio Millennio, un hypercar que hacía uso de esta tecnología. La carrocería estaba formada por polímero reforzado con fibra de carbono con nanotubos que actuaban en forma de súper condensador, almacenando energía para propulsar los motores eléctricos, uno en cada rueda.

El Terzio Millennio hacia uso de nanotubos para, entre otras cosas, usar la propia carrocería como condensador

Las grandes ventajas que ofrecen estos sistemas son, principalmente, el ahorro de peso y espacio, así como las propiedades mecánicas inherentes de la fibra de carbono. A ello se unen las altas velocidades de carga así como la ausencia de productos químicos volátiles –típicos de las tradicionales baterías de ion-litio–. Por el contrario, se trata de una tecnología que apenas ha dado sus primeros pasos y que, como es comprensible, tiene un precio altamente elevado en obtención y manipulación de materia prima. Los científicos creen que aún se tardará en torno a unos cinco años en desarrollar prototipos plenamente operativos.

Los estudios más recientes han sido llevados a cabo por la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia, y han tenido en cuenta distintas formas y orientaciones a nivel microscópico de la propia fibra de carbono. En ellos se ha descubierto que aquellas con estructura cristalina simple y poco orientada tienen mejores propiedades de almacenamiento que las que son al contrario. A cambio cuentan con una menor rigidez, pero su uso todavía es factible como sustituto del acero. No se espera, eso sí, que sea más eficiente que las actuales baterías o de las que surgirán en el futuro a corto plazo, pero es el modelo más cercano a la realidad y que ofrecerá grandes ventajas en materia de espacio, peso y velocidad de carga. Los investigadores, además, pretenden darle más usos aparte de al automóvil, como por ejemplo en la industria aeronáutica, para lo cual estiman que los aviones deberían ser un 50% más livianos. Mediante el desarrollo de esta tecnología, es plausible que en el futuro se puedan ver aviones eléctricos.

LA VISIÓN DE TOYOTA

El fabricante japonés, pionero en todo lo que se refiere a hibridación y electrificación, ya trabaja desde hace unos años en un sistema de concepto parecido. Su idea es implantar paneles solares en la carrocería que recojan la energía solar y la almacenen para su uso eléctrico, tanto en movimiento como en parado. Ello tal vez no permitiría eliminar por completo las baterías como sí se pretende con la tecnología anteriormente comentada, al menos en un futuro a corto o medio plazo, pero sí se podría liberar algo de espacio y peso y, sobre todo, se incrementaría la autonomía gracias a esta vía 'extra' de recarga.

El primer modelo que sugirió estas ideas fue el Toyota Nori Concept de 2010, un ejercicio de estilo en forma de boceto que contaba con paneles solares como medio para acumular carga. Aquel mismo año, el Prius presentado equipaba como opción un panel solar, aunque éste solo abastecía al funcionamiento del climatizador. No fue hasta 2017, con la última generación, cuando el Prius pudo equipar un panel solar que extendía la autonomía hasta cinco kilómetros al día. Actualmente su batería, de 8,8 kilovatios hora, permite un funcionamiento en modo eléctrico de hasta 50 kilómetros. A finales del pasado año, las firmas coreanas Hyundai y Kia confirmaron que sus vehículos híbridos también montarán paneles solares como medio de extensión de autonomía con vistas a su implantación este mismo 2019.