A pesar de la creciente popularidad de los autos eléctricos, muchos consumidores todavía dudan en hacer el cambio a este tipo de autos.
Una de las razones es que lleva mucho más tiempo encender un automóvil eléctrico que cargar uno convencional.
Y es que en este momento, acelerar el proceso de carga puede dañar la batería y reducir su vida útil.
Sin embargo, los científicos han diseñado métodos de carga súper rápidos adaptados para alimentar diferentes tipos de baterías de vehículos eléctricos en 10 minutos o menos sin daño.
En un estudio realizado por la American Chemical Society (ACS), se señala que: “La carga rápida es la clave para aumentar la confianza del consumidor y la adopción general de vehículos eléctricos”.
Eric Dufek, quien presentó este trabajo durante la ACS Fall 2022, refirió respecto a la carga rápida, que esta “Permitiría que la carga del vehículo fuera muy similar a repostar en una gasolinera”.
Tal avance podría ayudar a Estados Unidos a alcanzar la meta del presidente Joe Biden de que para 2030, la mitad de todos los vehículos vendidos sean eléctricos o híbridos.
Cargar las baterías de iones de litio que alimentan los vehículos eléctricos es un delicado acto de equilibrio. Idealmente, los conductores quieren arrancar lo más rápido posible para volver a la carretera, pero con la tecnología actual, acelerar el proceso puede causar daños. Cuando se carga una batería de iones de litio, los iones de litio migran de un lado del dispositivo, el cátodo, al otro, el ánodo.
Al hacer que los iones de litio migren más rápido, la batería se carga más rápido, pero a veces los iones de litio no se mueven completamente hacia el ánodo.
En esta situación, el metal de litio puede acumularse y esto puede provocar una falla temprana de la batería.
También puede hacer que el cátodo se desgaste y se agriete. Todos estos problemas reducirán la vida útil de la batería y el alcance efectivo del vehículo, consecuencias costosas y frustrantes para los conductores, abundó Dufek.
Para darle solución a esta limitante, los investigadores han adaptado el protocolo de carga de una manera que optimice la velocidad y evite daños en los diferentes tipos de diseños de baterías que se utilizan actualmente en los vehículos.
Y para abordar estos desafíos, Dufek y su equipo de investigación en el Laboratorio Nacional de Idaho ahora informan el uso de técnicas de aprendizaje automático que incorporan datos de carga para crear protocolos de carga únicos.
“Hemos aumentado significativamente la cantidad de energía que puede entrar en una celda de batería en un corto período de tiempo”, señaló Dufek.
“Actualmente, estamos viendo que las baterías se cargan a más del 90 por ciento en 10 minutos sin recubrimiento de litio ni agrietamiento del cátodo”.
Pasar de una batería casi agotada a una con el 90 por ciento de potencia en solo 10 minutos está muy lejos de los métodos actuales, que, en el mejor de los casos, pueden hacer que un vehículo eléctrico se cargue por completo en aproximadamente media hora.
Si bien muchos investigadores buscan métodos para lograr este tipo de carga súper rápida, Dufek dice que una ventaja de su modelo de aprendizaje automático es que vincula los protocolos con la física de lo que realmente sucede en una batería.
Los investigadores planean usar su modelo para desarrollar métodos aún mejores y para ayudar a diseñar nuevas baterías de iones de litio que estén optimizadas para someterse a una carga rápida.
