Los ingenieros ambientales se están enfocando en la contaminación del transporte al mejorar la tecnología de baterías de vehículos eléctricos (EV). La industria de los vehículos eléctricos se está expandiendo a medida que más políticos con conciencia ecológica asumen el cargo. Por ejemplo, la administración Biden-Harris desarrolló un objetivo de reducción de emisiones al expandir las flotas públicas de vehículos eléctricos.
Los objetivos de expansión de EV preocupan a muchos ambientalistas que predicen problemas relacionados con los desechos sólidos municipales (MSW). Los ingenieros están trabajando para minimizar los RSU de las baterías de iones de litio mejorando la capacidad de las baterías de los automóviles eléctricos. Pueden disminuir la contaminación al expandir la vida útil de la batería del automóvil eléctrico e impulsar la industria.
Desafíos con la tecnología actual de baterías para vehículos eléctricos
El desafío ambiental más importante con los vehículos eléctricos son los materiales de sus baterías. La mayoría de los vehículos eléctricos dependen de baterías de iones de litio para almacenar electricidad y ampliar su alcance. Los ecologistas descubrieron diferentes formas de degradación ambiental asociadas con la extracción de litio y la fabricación de baterías.
Los residentes cerca del río Liqi descubrieron cadáveres de animales y peces muertos a lo largo de la orilla del río, lo que alertó a los profesionales de la minería de una fuga tóxica de la mina Ganzizhou Rongda. Los contaminantes del subsuelo pueden contaminar los ecosistemas locales que rodean las minas y dañar la biodiversidad.
La buena noticia es que las innovaciones están impulsando cambios que podrían mejorar la tecnología de las baterías de vehículos eléctricos. Aquí hay seis de ellos.
1. Baterías de tungsteno de litio NanoBolt
Los ingenieros ambientales están mejorando la duración de la batería de los autos eléctricos y los rangos de viaje mediante el avance de la tecnología de litio. Un equipo de ingenieros de vehículos eléctricos desarrolló baterías NanoBolt para reducir la demanda de carga y mejorar el almacenamiento de energía. Los profesionales desarrollaron la tecnología con tungsteno y nanotubos de carbono multicapa.
La estructura en forma de red de estas baterías expande la superficie a la que se adhieren los iones, lo que aumenta la velocidad de carga. Las baterías NanoBolt también almacenan más electricidad que las convencionales, lo que aumenta la autonomía de un vehículo eléctrico.
Los conductores también pueden mejorar la vida útil de la batería de su automóvil eléctrico al mantener sus vehículos eléctricos frescos. La gestión térmica puede ampliar significativamente la longevidad de una batería . Las personas pueden mantener sus vehículos frescos estacionándolos en garajes y evitando la luz solar directa prolongada.
2. Baterías de óxido de manganeso y zinc
Otro invento de la tecnología de baterías para vehículos eléctricos se basa en el óxido de manganeso de zinc. Los investigadores descubrieron las reacciones del óxido de manganeso y zinc dentro de las baterías convencionales e identificaron sus propiedades expansivas de almacenamiento . Los ingenieros encontraron una manera de optimizar la respuesta y aumentar la densidad de energía de las baterías de manera rentable.
La tecnología de baterías de automóviles EV también puede mejorar la industria al expandir las capacidades de almacenamiento de energía a gran escala. Algunas empresas planean aumentar la sostenibilidad del transporte alimentando estaciones de carga con energía renovable. Los profesionales pueden usar baterías de óxido de manganeso y zinc para almacenar cantidades significativas de electricidad libre de emisiones.
3. Baterías de electrolito de organosilicio
Otra opción que impulsa el cambio se basa en electrolitos de organosilicio. A algunos ecologistas les preocupa que las baterías de los vehículos eléctricos se incendien o exploten en los vehículos. Las preocupaciones ecológicas también se aplican a los procesos de descomposición de las baterías en los vertederos.
Las baterías de iones de litio liberan gas a través del proceso de descomposición del electrolito , lo que aumenta su inflamabilidad. Los ingenieros crearon solventes de organosilicio para la producción y eliminación segura de baterías. También pueden diseñar electrolitos para expandir el mercado de iones de litio.
4. Baterías de electrolito de gel de nanocables dorados
La batería de electrolito de gel de nanocables de oro es un avance prometedor. Los ingenieros ambientales están desafiando la inflamabilidad y la sostenibilidad del ciclo de vida de las baterías EV utilizando la nueva tecnología. Los electrolitos en gel pueden mejorar la seguridad de las baterías de vehículos eléctricos al proteger los nanocables de oro y el dióxido de manganeso.
El aditivo de gel extiende significativamente la vida útil de la batería. Las baterías de electrolito de gel de nanocables de oro superan las 100.000 cargas . El aumento de la vida útil de la batería del automóvil eléctrico con electrolitos en gel puede reducir los RSU de los vehículos eléctricos.
También protege los ecosistemas locales al mantener el litio fuera de los vertederos. La reducción de la contaminación de las baterías en los vertederos evita la escorrentía de aguas pluviales contaminadas. Ampliar la longevidad de las baterías de los vehículos eléctricos también reduce la demanda de minería de litio.
5. Baterías TankTwo String Cell
Los ingenieros ambientales también están impulsando la industria de los vehículos eléctricos al minimizar las barreras de carga. Los eco consumidores buscan vehículos eléctricos asequibles con grandes autonomías para satisfacer sus necesidades de transporte. Los ingenieros de TankTwo desarrollaron una tecnología de mejora de la batería para ampliar la capacidad de la batería del coche eléctrico.
La tecnología de la batería contiene una cadena de celdas pequeñas, organizadas e independientes. Cada celda tiene una carcasa de plástico cubierta con materiales conductores para promover procesos eficientes de transferencia de energía. La carga de las baterías de celdas de cadena TankTwo tarda menos de tres minutos .
Las tecnologías de carga TankTwo intercambian celdas en lugar de recargar las agotadas. Un sistema similar al vacío elimina las celdas descargadas y agrega otras nuevas a la cadena. La velocidad de carga rápida y la dependencia mínima de los iones de litio pueden mejorar el sector de los vehículos eléctricos.
6. Baterías de celdas de combustible de hidrógeno
Los ingenieros están desarrollando vehículos de pila de combustible para combatir las emisiones derivadas de la gasolina. Las pilas de combustible de hidrógeno son significativamente más eficientes que las baterías de iones de litio.
Las pilas de combustible son más ligeras que las baterías convencionales, lo que amplía la autonomía de un vehículo eléctrico. El hidrógeno alimenta las baterías de celdas de combustible durante todo el proceso de transporte. Los vehículos de pila de combustible también contienen paquetes de baterías de alto voltaje, que amplían su autonomía.
El avance de la batería a base de hidrógeno es más sostenible que otras baterías de automóviles y puede eliminar la dependencia de un vehículo de los combustibles fósiles. Algunos vehículos eléctricos producen emisiones indirectas de gases de efecto invernadero cuando utilizan fuentes de carga no sostenibles.
Alrededor del 63,3 % del suministro eléctrico mundial proviene de combustibles fósiles, y cargar un vehículo eléctrico con electricidad derivada de combustibles fósiles provoca emisiones indirectas. El hidrógeno solo emite agua mientras se cargan los vehículos con celdas de combustible.
Beneficios de expandir la vida útil de la batería del automóvil eléctrico
Los ingenieros medioambientales están ampliando la duración de la batería de los coches eléctricos para proteger el ecosistema global. El sector del transporte produce alrededor de una quinta parte de las emisiones de gases de efecto invernadero , y esta contaminación atmosférica promueve el cambio climático e interfiere con la estabilidad del ecosistema.
Las emisiones de los tubos de escape también afectan negativamente la salud y el bienestar de las personas. Los residentes en regiones con altas emisiones experimentan mayores riesgos de cáncer de pulmón , asma y otras afecciones respiratorias. También son más propensos a sufrir ataques cardíacos y accidentes cerebrovasculares.
Invertir en camiones eléctricos, vehículos de pasajeros, autobuses y otras formas de transporte puede mejorar significativamente las condiciones ambientales. Las personas pueden experimentar menos problemas de salud al reemplazar los automóviles que funcionan con gasolina por vehículos eléctricos. La sociedad también puede conservar la biodiversidad al reducir la contaminación del aire.
Otro beneficio de expandir la industria de los vehículos eléctricos y la duración de la batería es minimizar los RSU. El reciclaje de baterías de vehículos eléctricos y otros componentes de vehículos puede promover una economía circular, que se basa en bienes infinitamente reutilizables para cerrar la brecha entre la minería y la fabricación.
Aumentar la capacidad de la batería del automóvil eléctrico vale la pena
La principal preocupación con los vehículos eléctricos modernos es su baja tasa de reciclabilidad de la batería. Los ingenieros ambientales están mejorando los procesos de reciclaje de litio para minimizar el MWS y la escorrentía tóxica. Las personas pueden invertir en vehículos eléctricos hoy y acceder a opciones de fin de vida más sostenibles que los propietarios actuales.
La industria de los vehículos eléctricos se está expandiendo rápidamente y ofrece nuevas soluciones sostenibles, y los conductores pueden cambiar sus baterías de iones de litio por alternativas de bajo impacto para mejorar su sostenibilidad. La actualización de piezas de vehículos puede ayudar a las personas a lograr opciones de transporte de bajas emisiones.