Jetpacks, chicas robot y coches voladores eran las promesas del siglo XXI. En cambio, lo que tenemos son aspiradoras mecanizadas autónomas. Ahora, un equipo de investigadores de Penn State está estudiando los requisitos para los vehículos eléctricos de despegue y aterrizaje vertical (eVTOL) y también desarrollando y probando las posibles fuentes de energía de la batería. "Creo que los autos voladores tienen el potencial de ahorrar mucho tiempo, aumentar la productividad y pueden abrir los corredores del cielo para el transporte", dijo Chao-Yang Wang, titular de la Cátedra William E. Diefender de Ingeniería Mecánica y director de la Centro de Motores Electroquímicos, Penn State.
Los vehículos eléctricos de despegue y aterrizaje vertical son por ahora una tecnología de baterías muy sofisticada. Los investigadores han definido los requisitos técnicos para las baterías de automóviles voladores y hoy (7 de junio) informan en Joule sobre un prototipo de batería. "Se necesita una alta densidad de energía para que pueda permanecer en el aire", afirma Wang. "Y también es necesario que tenga una gran potencia para el despegue y el aterrizaje, ya que se necesita mucha fuerza para subir y bajar el vehículo verticalmente". Wang señaló que las baterías también deben recargarse rápidamente para generar altos ingresos durante las horas pico. Él ve que estos vehículos necesitan despegar y aterrizar con frecuencia y recargarse rápidamente. "Se necesitarían 15 viajes, dos veces al día durante las horas pico, para justificar el costo de los vehículos", dijo Wang. El primer despliegue será probablemente desde una ciudad hasta un aeropuerto que transporta de tres a cuatro personas a lo largo de aproximadamente 50 millas.
El peso también juega un papel importante en estas baterías, ya que el vehículo debe levantar y aterrizar esas fuentes de energía pesadas y voluminosas. Una vez que se inicie el eVTOL, la velocidad promedio sería de 100 millas por hora para viajes más cortos y 200 millas por hora para los más largos. Las baterías eVTOL deben cargarse rápidamente. Estas baterías podrían soportar más de 2000 ciclos de carga rápida durante su vida útil. Para lograrlo, el equipo aprovechó la tecnología en la que estaba trabajando para las baterías de los vehículos eléctricos. La clave para la carga rápida es calentar la batería para permitir que se cargue rápidamente sin que se formen picos de litio, que pueden dañar la batería y ser peligrosos para su salud. Pero resulta que calentar la batería también agota con bastante rapidez la energía contenida en ella.
Los investigadores calientan las baterías incorporando una lámina de níquel que eleva rápidamente la temperatura de la batería a 140 grados Fahrenheit. "En circunstancias normales, las tres propiedades requeridas de una batería eVTOL funcionan de manera opuesta entre sí", dijo Wang. La alta densidad de energía reduce la carga rápida, y la carga rápida generalmente reduce los posibles ciclos de carga, pero ahora podemos lograr las tres cosas en una sola batería.
