Investigadores españoles han desarrollado un nuevo material que podría reducir significativamente el peso de los sistemas eléctricos en vehículos eléctricos (VE), drones y aeronaves. El avance, publicado en Science y liderado por el Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón y el Instituto IMDEA Materiales, implica un proceso de dopaje químico que aumentó la conductividad de los nanotubos de carbono en 17 veces, manteniendo intacta la estructura de las fibras.
A temperatura ambiente, las fibras dopadas alcanzan aproximadamente el 40% de la conductividad eléctrica del cobre. Sin embargo, ajustado por peso, su conductividad específica supera a la del aluminio. Las fibras pesan aproximadamente una sexta parte del cobre y ofrecen aproximadamente cinco veces la resistencia a la tracción. Versiones anteriores de estas fibras eran conocidas por ser resistentes y ligeras, pero carecían de suficiente capacidad de carga eléctrica, por lo que esta ganancia en conductividad es el avance clave.
La mejora provino del tratamiento de las fibras con tetracloroaluminato (AlCl4-), un dopante que introduce portadores de carga sin alterar la red atómica, un desafío de larga data. Preservar la integridad estructural fue crucial porque un conductor que falla en servicio no tiene valor práctico.
Las implicaciones para los VE son sustanciales. Los VE modernos llevan cargas significativas de cobre, especialmente en los gruesos mazos de cables que gestionan la energía de alto voltaje. Reemplazar parte de ese cobre con un material más ligero reduce la masa del vehículo y amplía la autonomía. La menor resistividad a las temperaturas de funcionamiento también reduce la acumulación de calor. En los drones, reducir la masa del cable se traduce directamente en un mayor tiempo de vuelo, y para los fabricantes de aeronaves, el ahorro de peso genera rendimientos desproporcionados.
El material se comporta de manera fiable en condiciones secas y muestra una tolerancia aceptable a la humedad, factores clave para los estándares de certificación en transporte. En cuanto a la conductividad específica, el parámetro que los fabricantes priorizan más, las fibras tratadas han entrado en un territorio que merece atención seria de ingeniería. En valores máximos, también superan la conductividad del aluminio en términos absolutos.
Los desafíos restantes son de fabricación: producir fibras consistentes a escala, garantizar la compatibilidad con el hardware y establecer un perfil de costos competitivo con los metales convencionales. Si estos problemas se resuelven, la tecnología podría pasar de los laboratorios a los sistemas eléctricos de la próxima generación de VE y aeronaves. También será necesario desarrollar infraestructura de reciclaje para estos materiales.
Muchas empresas del sector automotriz, como Ferrari N.V. (NYSE: RACE), estarán atentas para ver si este nuevo material estará disponible comercialmente a gran escala y a precios que hagan viable el cambio desde el cobre.
