El aumento de la popularidad de los vehículos eléctricos y los aviones presenta la posibilidad de alejarse de los combustibles fósiles hacia un futuro más sostenible. Si bien los avances tecnológicos significativos han aumentado drásticamente la eficiencia de estos vehículos, todavía hay varios problemas que se interponen en el camino de la adopción generalizada.

Uno de los desafíos más importantes tiene que ver con la masa, ya que incluso las baterías y supercondensadores de vehículos eléctricos más actuales son increíblemente pesados. Un equipo de investigación de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Texas A&M está abordando el problema de masas desde un ángulo único.

La mayor parte de la investigación dirigida a reducir la masa de los vehículos eléctricos se ha centrado en aumentar la densidad de energía, reduciendo así el peso de la batería o del propio supercondensador. Sin embargo, un equipo dirigido por la Dra. Jodie Lutkenhaus, profesor en el Departamento de Ingeniería Química de Artie McFerrin, cree que se pueden conseguir vehículos y aviones eléctricos más ligeros almacenando energía dentro de los paneles estructurales de la carrocería. Este enfoque presenta su propio conjunto de desafíos técnicos, ya que requiere el desarrollo de baterías y supercondensadores con el mismo tipo de propiedades mecánicas que los paneles estructurales de la carrocería. Específicamente, Las baterías y los electrodos del supercondensador a menudo se forman con materiales quebradizos y no son mecánicamente fuertes.

En un artículo publicado en Importar , el equipo de investigación describió el proceso de creación de nuevos electrodos supercondensadores que han mejorado drásticamente las propiedades mecánicas. En este trabajo, El equipo de investigación pudo crear electrodos muy fuertes y rígidos basados ​​en grafeno funcionalizado con dopamina y nanofibras de Kevlar. Dopamina, que también es un neurotransmisor, es una molécula altamente adhesiva que imita las proteínas que permiten que los mejillones se adhieran a prácticamente cualquier superficie. El uso de iones de dopamina y calcio conduce a una mejora significativa en el rendimiento mecánico.

De hecho, en el artículo, los investigadores informan que los electrodos de supercondensador tienen el hasta la fecha, Eficiencia multifuncional (una métrica que evalúa un material multifuncional en función del rendimiento mecánico y electroquímico) para electrodos basados ​​en grafeno.

Esta investigación conduce a una familia completamente nueva de electrodos estructurales, que abre la puerta al desarrollo de aviones y vehículos eléctricos más ligeros.

Si bien este trabajo se centró principalmente en supercondensadores, Lutkenhaus espera traducir la investigación en la creación de robustas, baterías rígidas.