Jorge Carlos Fernández Francés

Los investigadores han creado una forma barata, fácil y eficiente en energía para capturar el dióxido de carbono de las chimeneas.

Usaron un polímero económico llamado melamina, el principal componente de Formica.

El nuevo trabajo es un objetivo clave para los Estados Unidos y otras naciones en su intento de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.

El proceso para sintetizar el material de melamina, publicado esta semana en la revista Science Advances , podría reducirse potencialmente para capturar las emisiones de los gases de escape de los vehículos u otras fuentes móviles de dióxido de carbono.

El dióxido de carbono de la quema de combustibles fósiles representa aproximadamente el 75% de todos los gases de efecto invernadero producidos en los EE. UU.

El nuevo material es fácil de fabricar y requiere principalmente polvo de melamina listo para usar, que hoy cuesta alrededor de $ 40 por tonelada, junto con formaldehído y ácido cianúrico, un químico que, entre otros usos, se agrega con cloro a las piscinas.

“Queríamos pensar en un material de captura de carbono que se derivara de fuentes que fueran realmente baratas y fáciles de conseguir. Entonces, decidimos comenzar con la melamina”, dice Jeffrey Reimer, profesor de la escuela de posgrado en el departamento de ingeniería química y biomolecular de la Universidad de California, Berkeley, y uno de los autores correspondientes del artículo.

Manera más barata de capturar carbono
La llamada red porosa de melamina captura el dióxido de carbono con una eficiencia comparable a los primeros resultados de otro material relativamente reciente para la captura de carbono, estructuras orgánicas metálicas o MOF. Los investigadores crearon el primer MOF de captura de carbono de este tipo en 2015, y las versiones posteriores han demostrado ser aún más eficientes para eliminar el dióxido de carbono de los gases de combustión, como los de una central eléctrica de carbón.

Pero Haiyan Mao, becario postdoctoral de UC Berkeley y primer autor del artículo, dice que los materiales a base de melamina usan ingredientes mucho más baratos, son más fáciles de fabricar y son más eficientes energéticamente que la mayoría de los MOF. El bajo costo de la melamina porosa significa que el material podría implementarse ampliamente.

“En este estudio, nos enfocamos en el diseño de materiales más baratos para la captura y el almacenamiento y en dilucidar el mecanismo de interacción entre el CO2 y el material”, dice Mao.

“Este trabajo crea un método de industrialización general hacia la captura sostenible de CO2 utilizando redes porosas. Esperamos poder diseñar un accesorio futuro para capturar los gases de escape de los automóviles, o tal vez un accesorio para un edificio, o incluso un revestimiento en la superficie de los muebles”.

Si bien eliminar la quema de combustibles fósiles es esencial para detener el cambio climático, una importante estrategia provisional es capturar las emisiones de dióxido de carbono, el principal gas de efecto invernadero, y almacenar el gas bajo tierra o convertir el CO2 en productos utilizables. El Departamento de Energía de EE. UU. ya ha anunciado proyectos por un total de 3180 millones de dólares para impulsar tecnologías avanzadas y comercialmente escalables para la captura, utilización y secuestro de carbono (CCUS) a fin de alcanzar un ambicioso objetivo de eficiencia de captura de CO2 de gases de combustión del 90 %.

El objetivo final de EE. UU. es cero emisiones netas de carbono para 2050.

Pero la captura de carbono está lejos de ser comercialmente viable. Actualmente, la mejor técnica consiste en canalizar los gases de combustión a través de aminas líquidas, que se unen al CO2. Pero esto requiere grandes cantidades de energía para liberar el dióxido de carbono una vez que se une a las aminas, de modo que pueda concentrarse y almacenarse bajo tierra. La mezcla de aminas debe calentarse entre 120 y 150 grados Celsius (250-300 grados Fahrenheit) para regenerar el CO2.

Por el contrario, la red porosa de melamina con DETA y modificación con ácido cianúrico captura CO2 a unos 40 grados centígrados, ligeramente por encima de la temperatura ambiente, y lo libera a 80 grados centígrados, por debajo del punto de ebullición del agua. El ahorro de energía proviene de no tener que calentar la sustancia a altas temperaturas.

En su trabajo, los investigadores se centraron en el polímero común de melamina, que se utiliza no solo en la fórmica, sino también en vajillas y utensilios económicos, revestimientos industriales y otros plásticos. El tratamiento del polvo de melamina con formaldehído, que los investigadores hicieron en cantidades de kilogramos, crea poros a nanoescala en la melamina que los investigadores pensaron que absorbería el CO2.

Mao dice que las pruebas confirmaron que la melamina tratada con formaldehído absorbía un poco el CO2, pero la adsorción podría mejorarse mucho agregando otro químico que contiene amina, DETA (dietilentriamina), para unir el CO2. Posteriormente, ella y sus colegas descubrieron que agregar ácido cianúrico durante la reacción de polimerización aumentaba drásticamente el tamaño de los poros y mejoraba radicalmente la eficiencia de captura de CO2: casi todo el dióxido de carbono en una mezcla de gases de combustión simulada se absorbía en aproximadamente 3 minutos.

La adición de ácido cianúrico también permitió que el material se usara una y otra vez.

Mao y sus colegas realizaron estudios de resonancia magnética nuclear (RMN) de estado sólido para comprender cómo interactuaban el ácido cianúrico y el DETA para hacer que la captura de carbono fuera tan eficiente. Los estudios demostraron que el ácido cianúrico forma fuertes enlaces de hidrógeno con la red de melamina que ayuda a estabilizar el DETA, evitando que se filtre fuera de los poros de la melamina durante ciclos repetidos de captura y regeneración de carbono.

“Lo que Haiyan y sus colegas pudieron demostrar con estas técnicas elegantes es exactamente cómo se entremezclan estos grupos, cómo reacciona exactamente el CO2 con ellos y que, en presencia de este ácido cianúrico que abre los poros, ella puede activar y desactivar el CO2 en muchos ciclos. veces con una capacidad que es bastante buena”, dice Reimer.

“Y la velocidad a la que se adsorbe el CO2 es bastante rápida, en relación con otros materiales. Por lo tanto, se han cumplido todos los aspectos prácticos a escala de laboratorio de este material para la captura de CO2, y es increíblemente barato y fácil de fabricar”.

“Utilizando técnicas de resonancia magnética nuclear de estado sólido, dilucidamos sistemáticamente con detalles atómicos sin precedentes el mecanismo de reacción de las redes amorfas con el CO2”, dice Mao.

“Para la comunidad de energía y medio ambiente, este trabajo crea una familia de redes de estado sólido de alto rendimiento junto con una comprensión profunda de los mecanismos, pero también fomenta la evolución de la investigación de materiales porosos desde métodos de prueba y error hasta métodos racionales paso a paso. -Modulación a nivel atómico, paso a paso.

Los investigadores continúan ajustando el tamaño de los poros y los grupos de aminas para mejorar la eficiencia de captura de carbono de las redes porosas de melamina mientras mantienen la eficiencia energética. Esto implica el uso de una técnica llamada química combinatoria dinámica para variar las proporciones de los ingredientes para lograr una captura de CO2 efectiva, escalable, reciclable y de alta capacidad.

Este Jeep fue una estrella de la presentación «Dare Forward 2030» de Stellantis a principios de este año. Fue uno de los pocos autos que se escabulló durante la conferencia de prensa en la que Carlos Tavares ilustró cómo sería el futuro de la compañía. Es uno electrificado en el que participarán todas las marcas de Stellantis, incluido Jeep.

Es ese Jeep que está en una nueva tanda de fotos espía. Lucen el crossover sin camuflaje , dejando al descubierto lo que se conoce como el “baby Renegade”.

Todo Jeep
Si bien lo llamamos el «bebé renegado», apenas parece parecerse a él. El crossover recibe un estilo único, renunciando a la forma cuadrada del Renegade por un estilo más suave en la parte trasera similar al del Compass. Sin embargo, todas las características típicas de Jeep están ahí, comenzando con la icónica parrilla que adopta un nuevo estilo. Pero en lugar de siete ranuras, la parrilla presenta siete anillos cerrados porque el nuevo Jeep es un EV.

Será el primer Jeep puramente eléctrico especialmente diseñado. No ha habido confirmación oficial, pero el nuevo Jeep debería viajar en la plataforma e-CMP de PSA Group. El nuevo Jeep daría lugar a modelos similares en Alfa Romeo y Fiat. Stellantis construirá los tres en su planta polaca en Tychy.
Esta es una verdadera revolución para Jeep y ayudará a la marca a expandirse a más segmentos de mercado con un tren motriz completamente nuevo. Los vehículos eléctricos sustituirán a los coches clásicos de gasolina en toda la gama de Jeep, incluido el Wrangler.
Los detalles
Por supuesto, las fotos no facilitan la estimación del tamaño exacto del nuevo Jeep SUV. Se espera que mida alrededor de 4,10 a 4,15 metros (161,4 a 163,3 pulgadas) de largo. Es más pequeño que el Renegade de 4,23 metros de largo (166,6 pulgadas de largo) y ayudará a evitar que uno canibalice las ventas del otro.

El nuevo Jeep debe ser asequible. Existe la posibilidad de que Jeep ofrezca el nuevo modelo con un motor de gasolina puro o una configuración híbrida. Sin embargo, esto es especulación, y tendremos que esperar a la presentación oficial para obtener una respuesta definitiva.

El amanecer del ajuste EV de rendimiento está sobre nosotros. Después de provocar una próxima serie N de EV, Hyundai ha presentado dos conceptos de «marca rodante» que ofrecen guiños actualizados tanto al pasado, presente y futuro del fabricante de automóviles. Estos conceptos contribuyeron a mojarnos el pico hasta que Hyundai lance oficialmente el IONIQ 5 N el próximo año.
IONIQ sigue creciendo y se unirá a la submarca N
Hace dos veranos, Hyundai lanzó IONIQ como su propia marca eléctrica que consta de tres modelos iniciales. Esto comenzó con el IONIQ 5 crossover EV, que actualmente está disponible y sigue teniendo una gran demanda en todos sus mercados respectivos.

Durante el lanzamiento inicial de la marca IONIQ, Hyundai compartió detalles de dos EV adicionales a seguir, el sedán IONIQ 6 y el SUV IONIQ 7. A principios de esta semana, Hyundai entregó el debut mundial del IONIQ 6 con mucha expectativa.

Al final de uno de sus videos de lanzamiento, se muestran los tres modelos IONIQ funcionando por una pista uno al lado del otro. De repente, desde la otra dirección, pasa otro vehículo, seguido de un mensaje de texto que indica que se acercan vehículos eléctricos con la marca IONIQ N. Echa un vistazo:

Es verdad. Hyundai ha confirmado aviones para agregar la marca IONIQ electrificada a sus variantes de rendimiento N y N Line. Esta submarca de autos de calle de alto desempeño se lanzó en 2017 con el Hyundai i30 N. En una conferencia de prensa sobre el debut del IONIQ 6, los ejecutivos de Hyundai nos dijeron que vendrían vehículos eléctricos N y aprenderíamos más esta semana.

Aquí estamos, en la cúspide de otro hermoso fin de semana de verano, y gracias a Hyundai, tenemos dos nuevos conceptos EV de rendimiento que podemos pegar en las paredes de nuestro garaje mientras esperamos el lanzamiento del primer modelo EV de rendimiento oficial del fabricante automóviles: el IONIQ 5. NORTE.

Sin embargo, antes de eso, echamos un vistazo a los dos vehículos eléctricos que Hyundai llama modelos N de «laboratorio rodante»: el RN22e y el Vision 74.

Concepto RN22e N EV de Hyundai basado en el IONIQ 6
Hyundai dio a conocer los dos conceptos en un comunicado de prensa esta mañana como demostraciones de la visión eléctrica del fabricante de automóviles para su submarca N performance. Los “laboratorios rodantes” de Hyundai son donde el fabricante de automóviles prueba y verifica sus tecnologías con el objetivo de aplicarlas a futuros modelos.

En este caso, ambos Hyundai N EV seguirán siendo conceptos, pero contarán con gran parte de la tecnología que veremos en los futuros modelos de la marca N, comenzando con el IONIQ 5.

Pasando al RN22e: este EV de rendimiento se basa en el aerodinámico eléctrico IONIQ 6 presentado recientemente y representa el primer modelo N en la plataforma E-GMP de Hyundai. El nombre se deriva del «laboratorio rodante» de la «marca N» que desarrolla un «EV» en «2022».

Configuraciones optimizadas para la pista para permitir que los clientes disfruten del circuito sin reducir la calificación
Las pinzas monobloque de cuatro pistones y un disco híbrido de 400 mm permiten que el EV soporte el peso de su sistema eléctrico de potencia (PE).
Hyundai N usará el RN22e para estudiar cómo generar un movimiento dinámico con frenado regenerativo que controle con precisión la guiñada y el ataque en las curvas.
N Sound+ genera ruido desde los altavoces interiores y exteriores para una sensación de conducción dinámica
N e-shift integra la vibración y la sensación de cambio con N Sound+
La poca distancia al suelo y los hombros enfatizados brindan un diseño EV con una postura amplia y robusta
El concepto Vision 74 de Hyundai
El siguiente paso es el concepto N híbrido EV/pila de combustible llamado hidrógeno de alto rendimiento de Hyundai Vision 74. Este concepto N combina la nueva tecnología EV con un guiño al pasado de Hyundai en la forma del concepto Pony Coupe de 1974.

Aunque el concepto de automóvil deportivo nunca llegó a producción, se produjo una versión sedán de cuatro puertas entre 1975 y 1990 y fue el primer vehículo de producción masiva de Hyundai. El fabricante de automóviles exhibió recientemente sus logros con una versión conceptual totalmente eléctrica
Según Hyundai, el Vision 74 se basa en el sistema de pila de combustible de hidrógeno más avanzado que la marca N haya creado jamás.
El próximo vehículo eléctrico de Hyundai será el IONIQ 5 N
Aunque Hyundai apenas ha tocado el tema, ha confirmado que el IONIQ 5 N será su primer vehículo eléctrico de alto rendimiento en llegar a la producción. Se espera que llegue al mercado global en algún momento de 2023.

El Halo, o la barra de titanio en forma de hueso de los deseos que ahora se ve comúnmente en todos los autos de carreras de la serie Fórmula y otros eventos de carreras de autos.

El dispositivo vuelve a ser noticia después de que indudablemente salvó la vida del piloto de Alfa Romeo, Zhou Guanyu, en el Gran Premio de Gran Bretaña recientemente concluido, informado la BBC.

Mientras los pilotos pisaban el acelerador en la primera vuelta del evento de Fórmula 1 en el circuito de carreras de Silverstone para ganar en sus posiciones de campo, nadie en sus sueños más locos hubiera imaginado el destino que le esperaba a Zhou Guanyu. Un contacto de alta velocidad en la rueda trasera hizo que el automóvil Afla Romeo volcara y patinara sobre el asfalto y luego la trampa de grava antes de volar sobre una barrera de neumáticos hacia la cerca de seguridad, con el conductor firmemente asegurado dentro del automóvil.
¿Qué es el F1 Halo?
Tras la muerte de conductores tras ser atropellados por escombros voladores de otros automóviles, la Fédération Internationale de l’Automobile (FIA), el organismo rector de los deportes de motor, ha presionado para mejorar la seguridad de los vehículos y descubrió que el Halo era el mas efectivo . dispositivo para desviar objetos que viajan a 150 mph (241 kph) sin obstruir la vista del conductor.

Hecho de titanio ligero, el tubo está asegurado al chasis de fibra de carbono del automóvil en tres puntos para una máxima rigidez. Si bien este accesorio agrega hasta 20 libras (9 kg) al peso del automóvil, también adquiere la capacidad de soportar hasta 12 toneladas de peso en caso de impacto.

El sistema se probó por primera vez en 2016 y luego se hizo obligatorio en 2018 para las carreras de Fórmula 1 (F1), F2, F3, F4 y Fórmula E, informado Driving.co.uk. La característica de seguridad fue adoptada por Indycar en los EE. UU., la serie Super Formula japonesa y el S5000 en Australia.

De la critica al apoyo
La implementación del sistema destaca muchas críticas, incluso del equipo de carreras de Mercedes. El jefe del equipo, Toto Wolff, dijo que llevaría una motosierra al Halo si se lo permitieran, mientras que el piloto del equipo, Lewis Hamilton, lo calificó como la «modificación peor vista» en la historia del deporte, dijo la BBC en su informar

Las quejas sobre el sistema fueron que arruinó la estética del automóvil y al mismo tiempo afectó la visibilidad del conductor. Sin embargo, como explica Driving.co.uk, construir el Halo con titanio significa que las barras son bastante delgadas. El travesaño está a una altura que lo pone por encima de la visión periférica del conductor cuando se usa el casco, mientras que el pilar vertical desaparece cuando el conductor mira hacia adelante.

El sistema surgió su valía en 2018 cuando protegió al entonces piloto de Sauber, Charles Leclerc, de un McLaren volador de Fernando Alonso. El año pasado salvó a Lewis Hamilton de una lesión grave cuando el volante del Red Bull pasó por encima de la cabina del Mercedes, lo que lo llevó a twittear esto más tarde.

A lo largo de los años, la FIA ha estudiado más de 40 incidentes de la vida real y ha descubierto que el Halo ha sospechado las posibilidades de supervivencia del conductor en un 17 por ciento. Después del horrible accidente de Zhou Guanyu, es poco probable que haya más críticos de Halo

La capacidad de auto reparación del daño es una propiedad fundamental de la vida orgánica. Pero, para la materia no viva, como los metales o las rocas, cualquier daño que se les haga es para siempre.

Para las cosas hechas de cosas no vivas, como los automóviles, este es uno de los riesgos laborales de la propiedad de vehículos. Las reparaciones y las piezas de repuesto se necesitan constantemente a lo largo del tiempo, lo que aumenta el costo de propiedad durante la vida útil del vehículo.

Entonces, ¿no sería genial si algunas, o incluso todas, las partes de algo como un automóvil podrían estar hechas de materiales que realmente podrían arreglarse solos?

Si bien esto puede parecer ciencia ficción completa, ¡algunos desarrollos emocionantes en materiales de auto curación podrían hacer que esto sea una realidad algún día!
¿Hay un coche que se autorecupere?
En resumen, en la actualidad, no.

Si bien hay una plétora de materiales no orgánicos de «autocuración» actualmente en desarrollo, actualmente no hay forma de reunir una amplia variedad de materiales en un solo vehículo que pueda repararse por sí mismo por completo.

Sin embargo, hay algunos desarrollos interesantes en este campo que podrían ser una señal de un futuro potencial para los autos autorreparables.

Un ejemplo es el Lamborghini Terzo Millennio Concept car. Anunciado en mayo de 2022, Lamborghini y el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) están desarrollando actualmente el Terzo Millennio Concept. Pero más sobre ese auto en particular más adelante.

¿Cómo funcionan los materiales de autoreparación?
En resumen, realmente depende del tipo de material del que está hablando.

La forma más común de hacer un material que pueda curarse a sí mismo es colocar pequeñas cápsulas de agentes curativos dentro del material. Las cápsulas se rompen cuando el material se daña, dejando escapar la sustancia que lo repara (o llena huecos y huecos).

Si bien el concepto es simple, el tamaño de las cápsulas es muy importante en este diseño, ya que el material se debilitará si son demasiado grandes (por razones obvias). Además, solo se pueden usar una vez, lo que no es bueno si es probable que el material se dañe más de una vez, como, por ejemplo, el ala de un avión.

También se están explorando otras opciones, como materiales que pueden repararse solos mediante redes vasculares, como las venas de una hoja. Cuando hay una ruptura en estos materiales microvasculares, un agente cicatrizante fluye a través de la red vascular para reparar la brecha. Bastante ordenado, pero lleva más tiempo que otras formas de arreglar algo.
Un problema con la fabricación de materiales autorreparables para la industria automotriz es que es mucho más difícil fabricar metales con estas propiedades. El metal se utiliza para fabricar muchas piezas de automóviles, pero es difícil fabricar un metal que se autorrepare debido a la estructura atómica y la naturaleza de los metales.

Dicho esto, hay algunos desarrollos interesantes con respecto al potencial del aluminio autorreparable. Pero, más sobre eso más adelante.

Debido a esto, los ingenieros de diseño a menudo se enfocan en los polímeros, en el lugar de los metales, cuando investigan en este campo.

Ahora es posible hacer un polímero inteligente que puede cambiar de color, transparencia o forma en respuesta al medio ambiente y volver a ser como era incluso si está dañado. Aún mejor, los científicos han creado polímeros inteligentes llamados «polímeros intrínsecos» que pueden repararse a sí mismos sin ayuda del exterior.

Estos polímeros intrínsecos pueden regenerarse usando enlaces químicos dinámicos dentro del propio material. Esto significa que sus enlaces químicos causan se pueden romper y volver a unir, y pueden volver a ser como eran antes de que se dañen.

Esto eventualmente podría resultar muy útil para maquinaria y automóviles.

¿Puede Lamborghini Terzo curarse a sí mismo?
Esa es básicamente la idea, sí.

El Terzo Millennio, que significa «Tercer Milenio» en italiano, podría llegar mucho antes de lo que muchos pensaban.
Stefano Domenicali, quien fue el director ejecutivo de Lamborghini de 2016 a 2020, inició el proyecto Terzo en 2016. A partir de la información disponible sobre este proyecto comprensiblemente secreto, lo que podría convertirse en el primer automóvil autorreparable del mundo podría estar listo para funcionar en 2030.

El desarrollo de este vehículo sin duda superará los límites de la ciencia y la tecnología, pero podría marcar el comienzo de una nueva era de vehículos hipersostenibles.

Uno de los elementos clave será el uso de la nanotecnología, en este caso, y más concretamente, los nanotubos de carbono. Lamborghini es actualmente líder en investigación y desarrollo de fibra de carbono, y ahora está utilizando la misma tecnología de nanotubos para fabricar autos que son fuertes, livianos y, potencialmente, podrían repararse solos.

Al intercalar nanotubos de carbono entre capas de paneles de fibra de carbono, los nanotubos que almacenan electricidad pueden calentarse y sellar microfisuras, tal como lo hacen los vasos sanguíneos en el cuerpo humano. Al enviar resina a los puntos dañados, se puede detener o disminuir más daño.

Esto tiene muchos beneficios, que incluyen fortalecer la estructura y ahorrar tiempo y dinero.

Pero eso es solo parte de la historia. El Terzo también hará un uso liberal de los supercondensadores. Estos permitirán que el automóvil se cargue más rápido y use la energía de manera más eficiente.

Al mismo tiempo, la carrocería del automóvil, que está hecha de nanotubos de carbono, almacena energía eléctrica estática. Esto hace que todo el cuerpo funcione como un montón de supercondensadores. Esto ayudará a que el automóvil sea más ligero al permitir que el almacenamiento de energía se distribuya de manera más uniforme a lo largo y ancho del vehículo.

En cuanto al motor del automóvil, es probable que la proporción de motores eléctricos ubicados directamente dentro de las ruedas. Esto le dará al auto mejor estabilidad y manejo, lo que podría rivalizar con los autos modernos de Fórmula Uno. Nuevamente, estos serán alimentados con energía de supercondensadores.

También abundan los rumores de que el automóvil no solo podrá curarse a sí mismo, sino que también se conducirá solo.

El Terzo Millennio solo conduciráse solo en una pista de carreras, pero si todo va bien, es concebible que se puedan ver ejemplos futuros en la carretera.

¿Qué necesitaría un coche autorreparable?
Por lo tanto, ya hemos detallado un ejemplo de un automóvil de autoreparación actualmente en proceso. Pero, ¿Qué otros sistemas/funciones necesitarían un auto autorreparable «verdadero»?

1. Necesitarías una forma de averiguar qué está mal

Los sensores de detección de fallas o «lesiones» probablemente serían imprescindibles. Estos pueden ser sensores activos (escaneando constantemente partes críticas) o pueden ser más pasivos. Los automóviles modernos ya cuentan con un amplio conjunto de sensores y otros sistemas para detectar fallas de manera temprana, por lo que estamos más o menos allí con este tipo de cosas.

Sin embargo, dichos sistemas solo pueden proporcionar una advertencia o poner el motor en un «modo seguro». Si también pudiera activar algún tipo de sistema de reparación, eso claramente sería de gran beneficio.

Para algunos materiales, como las espumas autorreparables, la necesidad de sensores de este tipo puede ser redundante, ya que el material simplemente se «recuperará» por sí solo sin que se le «diga» que haga algo. Probablemente se requiera un sistema de monitoreo más activo para otros sistemas, como los delicados componentes electrónicos del automóvil. Sorprendentemente, algo como esto ya está en proceso, más o menos.

Si bien es un poco esotérico con respecto a los automóviles, un ejemplo es un nuevo tipo de polímero autorreparable «delicado». Diseñado más específicamente como una futura prótesis potencial para amputados, la tecnología podría adaptarse para permitir que los automóviles «sientan» cuando se dañen y activen una función de reparación (si es necesario).

2. Sus piezas de metal tendrán que arreglarse solas

La idea de que estos podrían repararse milagrosamente por sí mismos sería una excelente noticia para cualquiera que haya abollado la carrocería de su automóvil. Pero, ¿podría ser esto posible alguna vez?

Ya hemos mencionado los nanotubos autoregenerables para el Lamborghini Terzo, pero también se están trabajando otras opciones.

Por ejemplo, los científicos están analizando cómo se podrían utilizar los recubrimientos poliméricos autoregenerables en la exploración espacial y de las profundidades marinas. En estas situaciones, un recubrimiento reduciría considerablemente los costos de mantenimiento, ya que estos lugares son difíciles de reparar.

Estos revestimientos se fabrican para entornos muy hostiles, pero si funcionan bien en estas áreas, también se pueden usar en otros lugares. Algunos de los revestimientos que se están realizando protegen contra la corrosión, mientras que otros protegen contra los rayones.

Esto también suena perfecto para el usuario promedio de automóviles.

El aumento de los costos de repintado después de la reparación o para evitar la corrosión es una de las razones de algunos altos costos de mantenimiento de automóviles. Si las mejoras en los recubrimientos poliméricos autorreparables hacen posible hacer pintura que pueda manejar pequeños rasguños y resistir la corrosión, esto podría cambiar la cantidad que los propietarios de automóviles tienen que gastar en reparaciones. Incluso algo tan simple como una pintura más resistente podría hacer que los automóviles duren más, lo que sería una buena noticia para las personas que los usan.

Todo está muy bien, pero la mayoría de los automóviles de hoy tienden a estar hechos de metal. Bueno, da la casualidad de que también hay aviones en marcha para fabricar metales autorreparables.

Como comentamos, el aluminio autorreparable puede estar con nosotros en un futuro próximo.

Los científicos de materiales en Australia han desarrollado una forma única de investigar la causa de la fatiga del metal (la razón más común de la falla del metal con el tiempo), a la que llamaron zonas libres de precipitados (PFZ). Estos son puntos débiles que se forman en las aleaciones de aluminio cuando cambian las tensiones. Comienzan como pequeñas áreas donde el material es flexible y se definirán en grietas que eventualmente se extenderán y debilitarán el material.

Para reducir esto, el equipo encontró una manera de «atrapar» partículas nuevas que se forman cuando se ejerce presión sobre la combustión de aluminio. Pudieron usar las partículas que habían atrapado para reparar los puntos débiles. Al hacer esto, ralentizaron significativamente el desarrollo de grietas en la estructura metálica.

Los investigadores dicen que al cambiar la microestructura inicial del metal de esta manera, pueden hacer que las aleaciones de aluminio sean mucho más resistentes al desgaste. La vida útil a la fatiga de las aleaciones de aluminio de alta resistencia, que se sabe que son débiles, podría aumentar hasta 25 veces.

Esta podría ser una vía para explorar también para los automóviles, si los fabricantes de automóviles tienen el corazón puesto en mantener las carcasas de los vehículos hechos de metal.

Para otras partes, como las partes mecánicas del automóvil, la fatiga del metal tiende a ser la razón número uno de las fallas mecánicas con el tiempo. Si también se pueden desarrollar técnicas de autorreparación para estas piezas, se podría mejorar la vida útil promedio de maquinaria y vehículos como los automóviles.

3. Sería genial si los neumáticos de los automóviles también pudieran repararse por sí mismos

Dejando a un lado la carrocería, otras partes de un automóvil también podrían pecar de poder curarse a si mismas. Los neumáticos autorreparables, por ejemplo, serían útiles.

Sorprendentemente, algo como esto también está actualmente en desarrollo. Investigadores de la Universidad de Harvard han fabricado una goma resistente que en realidad puede curarse a sí misma. Hicieron una cuerda molecular juntando enlaces covalentes y reversibles para hacerlo. El resultado es una goma transparente que puede curarse a sí misma al distribuir la tensión por todo el material.

La mayoría de las veces, cuando el caucho se agrieta, se debe a que se ha acumulado tensión en un punto. Esto se reduce en este caso porque la estructura molecular del caucho autorreparable distribuye la tensión a través de una red de grietas, que son grietas conectadas por fibras.

Al permitir que la tensión se distribuya de manera más uniforme a través del material, el caucho autorreparable es mucho más capaz de manejar la fuerza.

Los neumáticos fabricados con este tipo de caucho podrían soportar más estrés que los que tenemos ahora y probablemente durarían más, incluso en entornos hostiles. Algunas personas incluso han dicho que si una llanta estuviera hecha de goma que pudiera repararse sola, no necesitaría ser reemplazada de inmediato si se corta.

4. También sería útil tener alguna forma de arreglar la electrónica.

Entonces, tenemos cierto potencial para encontrar fallas y algunas opciones para la reparación automática de la carrocería y los neumáticos del automóvil, pero ¿qué pasa con otros sistemas en el vehículo?

¿Qué tal la electrónica?

Bueno, lo creas o no, también se está trabajando en esta área. Los materiales de poliamida, como ForTii 11, son el material más resistente para fabricar piezas eléctricas para automóviles. Esta poliamida de alta temperatura tiene grados ignífugos con y sin halógenos y funciona bien en condiciones adversas.

Esto hace que el producto sea menos propenso a agrietarse y lo hace más confiable en términos de envejecimiento por choque térmico.

Otros posibles incluyen un material llamado Healable, Low-Field Illuminating Optoelectronic Stretchable (HELIOS). La nueva invención es estirable, autorreparable e incluso iluminada, al mismo tiempo que es capaz de conducir electricidad.

El equipo detrás de su desarrollo comenzó fabricando un material que podía curarse a sí mismo y tenía una permitividad dieléctrica muy alta. Hicieron esto mezclando fluoroelastómeros y surfactantes de una manera especial.

Esto condujo a la creación de un material que permite que los dispositivos se enciendan con voltajes cuatro veces más bajos y se ilumine más de 20 veces más. Debido a que utiliza tan poca energía, HELIOS puede seguir funcionando durante más tiempo.

Se puede usar de forma segura en interfaces entre humanos y máquinas y se puede alimentar de forma inalámbrica. Por último, pero no menos importante, el material no se puede rasgar ni perforar porque los enlaces entre sus moléculas son reversibles y fáciles de arreglar, todas las propiedades excelentes para un sistema eléctrico potente autorreparable.

También se están realizando otros desarrollos en compuestos de metal líquido autoregenerables, que también se pueden utilizar para fabricar circuitos eléctricos blandos y reciclables. Estos compuestos no se rompen incluso cuando se perforan y se pueden estirar repetidamente sin perder su conductividad eléctrica.

Otra alternativa, por supuesto, es prescindir por completo de cables fijos para los componentes eléctricos del coche mediante el uso de dispositivos como circuitos fotoeléctricos.

5. ¿Qué hay de la batería?

Con el aumento de la popularidad de los coches eléctricos, la necesidad de baterías de larga duración y potencialmente ilimitadas o autoregenerables sería un avance muy bienvenido. ¿Pero hay opciones?

Da la casualidad de que sí, los hay.

Una opción podría ser combinar moléculas orgánicas con máquinas. Llamadas biobaterías, estas piezas innovadoras del equipo imitan cómo las células vivas generan electricidad para producir suministros de energía duraderos y, en teoría, interminables.

¿El secreto? glucosa. Esta es una de las fuentes de energía más comunes utilizadas por los seres vivos. Cuando las enzimas en la célula se descomponen la glucosa, el proceso también libera electrones que pueden usarse para alimentar dispositivos.

«Una bacteria fotosintética genera alimentos orgánicos que se utiliza como nutriente para las otras células bacterianas que se encuentran debajo. En la parte inferior están las bacterias productoras de electricidad, y las bacterias intermedias generan algunas sustancias químicas para mejorar la transferencia de electrones», explica Seokheun Choi, profesor. en la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas Thomas J. Watson de la Universidad de Binghamton, quien dirigió el equipo de investigación.

Si bien este tipo de baterías actualmente solo producen una pequeña cantidad de energía, los futuros desarrollos y escalas podrían producir baterías autoregenerables, duraderas y de base orgánica para los automóviles del futuro.

Aparte de eso, actualmente se están desarrollando muchos tipos nuevos de baterías que, aunque no se autorreparan, podrían durar mucho más que las baterías actuales de iones de litio o ácido.

6. Pero, ¿y el parabrisas?

Estupendo, así que hemos solucionado la localización de averías, el sistema eléctrico, la carrocería, los neumáticos y la batería. Pero, ¿Qué pasa con otra parte frecuentemente rota o dañada en los automóviles? ¿las ventanas?

Bueno, podría haber algo de esperanza aquí también.

Los científicos de materiales están trabajando en lo que se ha denominado el «material de autorreparación más resistente del mundo» y podría usarse como reemplazo del vidrio tradicional.

Investigadores del Instituto Indio de Educación e Investigación Científica (IISER) desarrollaron el material utilizando un material orgánico piezoeléctrico, que convierte la energía mecánica en energía eléctrica y viceversa, para hacer cristales en forma de aguja de menos de 2 mm de largo y 0,2 mm de ancho.

Debido a la disposición de las moléculas en cristales especialmente fabricados, existe una fuerte fuerza de atracción entre las dos superficies. Cada vez que se produce una grieta, las piezas se vuelven a unir por sí solas, sin necesidad de calor u otras fuerzas externas que necesitarían la mayoría de los materiales de autoreparación.

Según el investigador principal, el profesor Chilla Malla Reddy de IISER, «nuestro material de autoreparación es 10 veces más duro que otros y tiene una estructura cristalina interna bien ordenada que se ve favorecida en la mayoría de las aplicaciones electrónicas y ópticas».

“Puedo imaginar aplicaciones para un dispositivo cotidiano”, agregó Bhanu Bhushan Khatua, miembro del equipo de IIT Kharagpur. «Tales materiales podrían usarse para pantallas de teléfonos móviles que se repararán solas si se caen y desarrollan grietas», dijo.

Si bien actualmente está dirigido al mercado de dispositivos inteligentes, hay pocas razones por las que una técnica similar no pueda algún día crear ventanas para usar en automóviles. Quién sabe, los parabrisas y las ventanas de los futuros automóviles también podrían volverse más interactivos (dejando de lado los problemas de seguridad).

Y eso, aspirantes a autos que se reparan solos, es lo que les toca hoy.

Todavía no hay autos que se reparan solos en el mercado, pero la investigación sobre los materiales que se reparan solos mejora cada año.

En las próximas décadas, puede haber autos que nunca se rayen o que puedan reparar su daño. Aunque todavía se está trabajando en la tecnología, los científicos e ingenieros en el campo de los materiales están, en cierto sentido, haciendo realidad la ciencia ficción.

¿Podrían los sistemas agrovoltaicos tener el potencial para cumplir con los requisitos de energía de los vehículos eléctricos (EV)? Muy bien podrían serlo. Esa parece ser la conclusión de un estudio realizado por un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Oregón.

Los investigadores, Casey L. Steadman y Chad W. Higgins, investigan la posibilidad de utilizar tierras agrícolas para generar energía solar para impulsar vehículos eléctricos en las carreteras de Oregón.

Descubrieron que instalar sistemas agrovoltaicos cerca de carreteras puede ser mejorado en áreas rurales donde las estaciones de carga eléctrica son escasas y más necesarias, según un estudio publicado recientemente en Scientific Reports.

Estaciones de carga con energía solar

Con el calentamiento global continuando a un ritmo sin precedentes, la amenaza que representa el entorno que cambia rápidamente para la vida humana tal como la conocemos no ha hecho más que crecer. Según un informe del IPCC de abril, el momento es «ahora o nunca», razón por la cual la lucha para proteger la biosfera y el clima de la Tierra se libra en múltiples frentes.

Naturalmente, alejarse de los combustibles fósiles y electrificar la industria del transporte es vital; pero la ansiedad por el alcance, o el miedo a no poder llegar al siguiente punto de carga, ha demostrado ser una barrera importante para las personas que adoptan los vehículos eléctricos. Para abordar este problema, los investigadores investigan cómo se puede utilizar la tecnología agrovoltaica para mejorar la infraestructura de carga de vehículos eléctricos y minimizar la ansiedad por el alcance.

Los investigadores del estado de Oregon imaginaron un escenario con la demanda de tráfico más alta y la generación fotovoltaica más baja en su análisis. El estudio identificó 231 sitios de acceso a carreteras rurales con suficiente área de terreno para admitir estaciones de carga EV con electricidad proporcionada por instalaciones agrovoltaicas, y los resultados indicaron que los agrovoltaicos pueden desempeñar un papel en el desarrollo de la infraestructura de la estación de carga .

En general, se vio que se necesitarían 12 000 acres (18,75 millas cuadradas) de terreno para satisfacer la estimación conservadora de la demanda de estaciones de carga de vehículos eléctricos en el 86 % de las horas de acceso a las autopistas en Oregón.

Los investigadores examinaron investigaciones anteriores de Croacia, que encontraron que las personas tienen menos ansiedad por el alcance cuando las estaciones de carga están a menos de 3,1 millas de distancia. Según un estudio anterior, las estaciones de servicio suelen estar separadas entre 2,5 y 18 millas. En su escenario, el equipo del estado de Oregón obtuvo este rango como punto de partida.

Los resultados

El equipo estimó que el potencial de reducción de carbono a través de estaciones de carga de vehículos eléctricos con energía agrovoltaica es de aproximadamente 3,1 millones de toneladas, o el equivalente a 673 915 vehículos retirados de la carretera cada año, si su enfoque se implementa por completo.

En general, los investigadores demostraron que el suministro de estaciones de carga EV rurales con agrovoltaicos auxiliares a la carretera es viable, requiriendo solo el 3 por ciento del suministro total de tierra para alimentar el 86 por ciento de los sitios de acceso a carreteras rurales en todo el estado.

Esto es muy importante ya que las áreas rurales con frecuencia carecen de la infraestructura de red para apoyar las estaciones de carga. Según el estudio, los agrovoltaicos podrían permitir un cambio en la producción de energía hasta el punto de uso

Hace un año y medio, Aptera Motors , con sede en San Diego, comenzó a recibir pedidos del Aptera, su automóvil solar de tres ruedas que parece un cruce entre el Batimóvil, el Delorian y un avión de tamaño personal. La empresa vendió rápidamente varios modelos del automóvil y terminó teniendo que retrasar la fecha de entrega para muchos clientes. Pero en un seminario web que realizó el mes pasado, la compañía anunció la compra de una fábrica para aumentar la producción de sus vehículos, lo que podría significar que se está iniciando (lentamente) una nueva era de transporte libre de emisiones.

La fábrica en Carlsbad, California tiene 200.000 pies cuadrados de espacio de producción. Eso es mucho; en aras de la comparación, la fábrica insignia de Tesla en Fremont, California, tenía 510.000 pies cuadrados (pero se ha ampliado desde su construcción inicial).

Aptera tiene como objetivo producir 10,000 automóviles para multas de este año, y eventualmente terminará la producción a 600,000 automóviles al año. En este momento, la compañía dice que tiene más de 25,000 pedidos (algunos de los cuales pueden fallar dado que realizar un pedido solo requiere un depósito de $ 100); pero están apostando a que la demanda falla a medida que los conductores de automóviles pequeños, ya sean de gasolina o eléctricos, opten por la energía solar.
Para algunos puede ser la tecnología solar lo que disuade; a pesar del atractivo (tanto en términos de ahorro de costos como de respeto al planeta) de no tener que cargar gasolina ni enchufar nunca, puede ser difícil convencer a los conductores que no viven en lugares soleados para que hagan el cambio. El estilo de huevo aplastado de tres ruedas también puede ser difícil de vender, al menos hasta que más autos comiencen un verso de esta manera.

Un mapa interactivo en el sitio web de Aptera permite a los clientes potenciales ingresar la «zona solar» donde viven y la cantidad promedio de millas que conducen por día para tener una idea de la frecuencia con la que necesitarían conectar el automóvil solar a una fuente de carga. La compañía estima que las personas en las partes más soleadas del mundo que manejaron menos de 40 millas por día podrían recorrer 11,000 millas al año solo con energía solar. que no viven en Arizona, Egipto, Chile, Arabia Saudita, etc., requieren mucho más aquellos almacenamiento de la batería del automóvil.

El Aptera tiene una batería de 100 kilovatios-hora y se puede enchufar para cargar como cualquier otro automóvil eléctrico. Su conjunto de techo solar se llama Never Charge, y también hay una opción para colocar paneles adicionales en el capó y la escotilla para agregar alcance. La forma extraña del automóvil no es solo para mostrar; su cuerpo en forma de huevo pero aerodinámico angularmente le da un coeficiente de arrastre de 0,13 (el coeficiente de arrastre mide qué tan aerodinámico es un automóvil, y cuanto menor sea el número, mejor; el Model 3 de Tesla tiene un coeficiente de arrastre de 0,23, y el ID de Volkswagen 4 SUV eléctrico registran a las 0,28).

El automóvil también cuenta con una “célula de seguridad siete veces más fuerte que el acero”, para aquellos que prefieran que su diseño único no resista bien un accidente, y puede pasar de 0 a 60 en 3,5 segundos.

A finales de mayo, Aptera anunció una asociación con RedViking, una empresa de soluciones de fabricación con sede en Michigan que fabrica robots a los que llama vehículos guiados automatizados (AGV). Los AGV son básicamente plataformas sobre ruedas para mover piezas pesadas por la planta de producción, pero pueden transmitir información sobre su posición, movimiento, niveles de carga y otros datos de diagnóstico, así como identificar obstáculos en su camino y evitar colisiones.

Aptera los robots para facilitar el ensamblaje de vehículos al llevar los componentes donde deben estar, con la ventaja de que el sistema AGV es fácil de adaptar o expandir con el tiempo. Uno de los detalles más significativos sobre los vehículos de Aptera es que el modelo de 250 millas de alcance tiene un precio comparativamente bajo de $25,900. Mientras tanto, el modelo de 1.000 millas de alcance cuesta $ 46.900, y las opciones de personalización adicionales pueden llevar el total hasta $ 50.700.

Un futuro en el que conduzcamos automóviles de cero emisiones impulsadas por el sol suena agradablemente utópico, especialmente dado el precio actual de la gasolina y la creciente inestabilidad de la red eléctrica. Queda por ver si sucederá y cuánto tiempo llevará, si es así, pero al menos las ruedas están en movimiento (con energía solar).