Mes: noviembre 2022

La ansiedad por la autonomía es una de las mayores barreras para la adopción de vehículos eléctricos, impulsada en gran parte por el largo tiempo que lleva recargar. Pero un nuevo enfoque puede darle a una batería suficiente energía para viajar 200 millas en poco más de 10 minutos.

La tecnología de baterías es la barrera más grande para la adopción generalizada de vehículos eléctricos, porque los dispositivos actuales brindan menos autonomía por libra que la gasolina y tardan mucho más en recargarse. Si bien esto no es un problema para la conducción diaria, hace que los viajes de larga distancia sean más desalentadores, lo que puede desanimar a los nuevos compradores.

La respuesta de los fabricantes de automóviles ha sido colocar cada vez más baterías en sus vehículos, pero esto tiene desventajas obvias. Hace que los autos sean mucho más caros y acumula un peso adicional que luego debe transportarse. También impulsa la demanda de las materias primas necesarias para fabricar baterías de iones de litio, cuyas cadenas de suministro son cada vez más tensas.

Pero los investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania y una nueva empresa con sede en la universidad han encontrado una posible solución al problema. Descubrieron que al agregar un poco de calor pueden cargar las baterías mucho más rápido, lo que podría reducir la ansiedad por el alcance y permitir que los fabricantes de automóviles reduzcan el tamaño de los paquetes de baterías en sus vehículos.

“ Las baterías más pequeñas y de carga más rápida reducirán drásticamente el costo de la batería y el uso de materias primas críticas como el cobalto, el grafito y el litio, lo que permitirá la adopción masiva de autos eléctricos asequibles”, dijo el líder del estudio Chao-Yang Wang de Penn State en un comunicado. comunicado de prensa

No es ningún secreto que las temperaturas más altas pueden ayudar a que las baterías se carguen más rápido. Son de naturaleza química, y calentarlos puede acelerar las reacciones involucradas en cargarlos y descargarlos. Pero también pueden dañarse si se sobrecalientan, y mantenerlos constantemente a la temperatura adecuada ha resultado complicado.

La mayoría de los esfuerzos hasta ahora se han basado en sistemas externos de calefacción y refrigeración, pero estos agregan mucho volumen y también tienden a consumir una cantidad considerable de energía. La innovación de los investigadores, descrita en un artículo reciente en Nature , fue agregar un componente adicional a las baterías: una hoja de lámina de níquel de unos pocos micrómetros de espesor entre los electrodos apilados de cada celda.

Esta lámina ultradelgada se utiliza como elemento calefactor, y cuando pasa corriente a través de ella, la celda se calienta hasta 149° Fahrenheit en aproximadamente un minuto. Esta temperatura se mantiene durante la carga, pero la celda se enfría rápidamente a temperatura ambiente tan pronto como se corta la corriente.

Cuando probaron su enfoque, los investigadores descubrieron que podían cargar una batería de 265 vatios-hora al 70 por ciento en 11 minutos. También demostraron que calentar la batería no afectó seriamente su vida útil , ya que sobrevivió a 2000 ciclos de carga, lo que proporcionaría suficiente energía para conducir más de 500 000 millas en total.

Si bien aún llevará algo de trabajo convertir este prototipo en algo que los fabricantes de automóviles puedan usar, la tecnología ya se está comercializando a través de una empresa llamada EC Power Group . Si tienen éxito, podría remodelar significativamente la forma en que se construyen los vehículos eléctricos del futuro.

Hoy en día, un vehículo eléctrico típico de largo alcance viene con una batería de 120 kilovatios-hora que tarda una hora en recargarse. Esta tecnología de carga rápida podría sustituirla por una batería de la mitad de tamaño que se carga en tan solo 10 minutos, manteniendo tiempos de viaje muy similares en trayectos largos.

Teniendo en cuenta cuánto del costo de un vehículo eléctrico se reduce a las baterías, esto podría presentar una solución atractiva tanto para los fabricantes de automóviles como para sus clientes. Si los investigadores pueden llevar su tecnología de carga rápida al mercado, podría desempeñar un papel importante en la generalización de los vehículos eléctricos.

La impresión 3D ha ganado más aceptación en proyectos de pequeña escala que en grandes entornos industriales. Aspectos como la lentitud del proceso o la dificultad para obtener acabados regulares han impedido su adopción masiva. Sin embargo, hay sectores como el de la construcción donde los resultados ya son tangibles . Gracias a los últimos avances tecnológicos , otros sectores se beneficiarán de la tecnología. La última parte que se une a la fiesta es la industria automotriz con una nueva aleación de acero para impresión 3D.

Una novedosa tecnología para la impresión 3D de vehículos
Las fábricas de Tesla han estado aplicando la técnica utilizada para producir autos de juguete a sus vehículos. Es decir, un proceso de fundición de metales mediante el cual se vierte metal fundido en un molde para formar objetos. Esta máquina, conocida como Giga Press, pesa nueve mil toneladas y reduce significativamente la cantidad de piezas necesarias para fabricar el chasis. Sin embargo, se requieren sistemas de enfriamiento de metales y gases inertes para acelerar el proceso y obtener resultados homogéneos. Hasta el momento, las piezas tienen un peso máximo de cincuenta kilogramos. Pero, ¿y si se utilizara la impresión 3D aditiva?

Ese enfoque llevó a dos jóvenes estudiantes del MIT a emprender un nuevo proyecto en colaboración con un asesor de la Universidad de Paderborn en Alemania para imprimir con acero. El resultado les ha valido un premio en el concurso de diseño ASM Education Foundation 2022.

Basándose en un sistema de cálculo de propiedades de los materiales llamado CALPHAD, los investigadores formularon una nueva aleación de acero con las características ideales. Después de fundirlo y atomizarlo en gotitas, las gotitas se solidificaron y formaron el polvo utilizado como materia prima. Ahora era suficiente depositar capas de polvo de acero y fundirlo con un láser.

La ventaja de la impresión 3D es que el material se enfría mucho más rápido y se mejora la calidad de los resultados, lo que permite la impresión de piezas más complejas. La nueva aleación ya ha sido patentada y es posible que pronto se utilice para fabricar vehículos eléctricos más sostenibles .

Estampando con madera… y luz
Recientemente han florecido nuevas técnicas de impresión 3D, que utilizan materias primas alternativas al plástico, el cemento o la resina. Estos son algunos de los más llamativos:

MADERA DE LABORATORIO
La innovadora aleación de acero no es el único material de impresión 3D de los laboratorios del MIT. De hecho, se trata de una tecnología innovadora que, a través del crecimiento vegetal , genera un material de una dureza excepcional.

Para lograrlo, utilizaron células vivas de una planta llamada zinnia, transferidas a un gel donde fueron estimuladas para acelerar su crecimiento a través de hormonas vegetales. Se espera que la técnica permita fabricar muebles de una sola pieza utilizando moldes en el futuro.

IMPRESIÓN CON LUZ
Más que una cuestión de materia prima, es una tecnología que permite solidificar la resina cien veces más rápido que la impresión aditiva convencional. Como se explica en este artículo , el sistema proyecta dos haces de luz sobre una resina y la solidifica casi inmediatamente en un proceso de polimerización. Además, al no tener juntas ni puntos de unión las piezas resultantes, son mucho más resistentes que las obtenidas con técnicas tradicionales.

IMPRESIÓN 3D CON MOLÉCULAS
Si los ejemplos anteriores ofrecen nuevas formas de imprimir en 3D a escala visible, los investigadores del Instituto Jülich de Nanociencia Cuántica de Alemania están aplicando estrategias similares a escala microscópica. En este caso, han combinado inteligencia artificial y microscopios de efecto túnel para mover y posicionar moléculas a voluntad. Este avance abre la puerta a la fabricación de transistores moleculares con aplicaciones en computación cuántica.

Las posibilidades de la impresión 3D son ilimitadas ya que, además de permitir la impresión de estructuras , alimentos o incluso órganos vivos, son una de las vías más prometedoras para colonizar otros planetas. Por ello, la NASA y empresas privadas están explorando el potencial de la impresión aditiva para construir estructuras en la Luna o Marte.

Kat DeLorean, hija del legendario ingeniero automotriz John DeLorean, está construyendo un nuevo automóvil deportivo para honrar la memoria de su padre, según un blog del sitio del automóvil publicado el martes.

Un esfuerzo histórico
“Este esfuerzo histórico estará lleno de algunas de las mentes automotrices más importantes de la industria, junto con una parte del equipo original que ayudó a crear el primer DeLorean icónico hace más de 40 años. El auto se llamará Model-JZD en honor a John Zachary DeLorean”, indicó el blog.

El automóvil será construido en Motor City en Detroit, Michigan, en enero de 2023 por DeLorean Next Generation Motors, una nueva compañía fundada por la hija de John DeLorean. Se espera que el vehículo sea presentado a finales de año.

“Kat fue parte integral de innumerables proyectos de ingeniería con su padre, incluido el próximo auto deportivo de vanguardia antes de su inesperado fallecimiento en 2005. Su experiencia en ingeniería y su participación directa hacen de Kat la sucesora perfecta para terminar donde lo dejó John DeLorean. Kat está poniendo en práctica el plan comercial final de su padre creando una compañía de automóviles basada en los principios en los que John DeLorean creía, como la calidad, la seguridad, la longevidad y la asequibilidad”, se lee en el blog.

Esperemos que la nueva empresa no corra la misma suerte que el primer intento de Jon DeLorean de crear su propia firma. Ese esfuerzo duró solo unos tres años, cerró hace 40 años y solo fabricó 9,000 ejemplos de un solo automóvil. Tal vez por eso Kat DeLorean está tan decidida a construir una empresa nueva y tal vez mejorada.

un nuevo viaje
“Kat comienza el viaje de reconstruir el nombre y la marca DeLorean en la empresa ética que su padre siempre quiso que fuera. Este es un nuevo tipo de empresa de movilidad que la industria nunca antes había visto, una que se enfoca en las personas y retribuye a la sociedad”, afirman además los blogs.

El nuevo proyecto de Kat DeLorean no solo fabricará automóviles y creará empleos, sino que también brindará un nuevo programa de ingeniería a las escuelas secundarias públicas que brindará un camino directo a programas de aprendizaje e ingeniería en las principales universidades. También planea asociarse con otras empresas de fabricación para ayudar a abordar algunos de los desafíos más apremiantes que enfrenta la industria automotriz en la actualidad.

A pesar de estos ambiciosos objetivos, DeLorean Next Generation Motors está realmente en su infancia con su logotipo creado hace solo dos semanas. Su primer automóvil, el Model-JZD, comenzó como un esfuerzo por crear un diseño tributo para honrar al automóvil DMC-12 DeLorean anterior al imaginar cómo se vería si se diseñara y construyera hoy. Inicialmente fue encabezado por Ángel Guerra y Allan Portilho, y llamó la atención de Kat DeLeroen, quien pidió a los diseñadores que se unieran a su equipo.

Aunque la primera DeLorean Motor Company quebró en 1982, el ingeniero británico Stephen Wynne fundó una nueva versión en 1995. Esa firma está trabajando actualmente en un vehículo eléctrico llamado Alpha 5 .