Un nuevo sistema de calefacción podría mejorar la autonomía de los coches eléctricos

Los compradores que estén considerando un automóvil eléctrico deben tener en cuenta que el uso de calefacción y aire acondicionado a batería puede reducir la autonomía del automóvil en un tercio o más (consulte la Solución de BMW para la autonomía limitada de vehículos eléctricos: un préstamo a gasolina). A New York Times El crítico se encontró recientemente con este problema en una prueba de manejo, y terminó varado con la batería descargada (ver Musk-New York Times Debate Highlights Electric Cars 'Debate).





sistema de calefacción y refrigeración de prueba de concepto

Ahorrador de energía: Un sistema de calefacción y refrigeración de prueba de concepto para vehículos eléctricos funciona sin batería.

Pero un sistema de calefacción y refrigeración en desarrollo casi elimina el consumo de la batería. Los investigadores están trabajando con Ford en un sistema que esperan probar en el Focus EV de Ford en los próximos dos años. El trabajo está siendo financiado con una subvención de $ 2.7 millones de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada para la Energía.

Los investigadores describen su nuevo dispositivo como una batería térmica. Utiliza materiales que pueden almacenar grandes cantidades de refrigerante en un pequeño volumen. A medida que el refrigerante se mueve a través del sistema, se puede usar para calentar o enfriar.



En el sistema, el agua se bombea a un recipiente de baja presión, que se evapora y absorbe el calor en el proceso. Luego, el vapor de agua se expone a un adsorbente, un material con poros microscópicos que tiene afinidad por las moléculas de agua. Este material extrae el vapor del recipiente, manteniendo la presión baja para que se pueda bombear y evaporar más agua. Este proceso de enfriamiento por evaporación se puede utilizar para enfriar el habitáculo.

A medida que el material adsorbe las moléculas de agua, se libera calor; se puede hacer funcionar a través de un radiador y disiparse en la atmósfera cuando el sistema se usa para enfriar, o se puede usar para calentar el compartimiento de pasajeros. El sistema requiere muy poca electricidad, solo la suficiente para hacer funcionar una pequeña bomba y ventiladores para soplar aire frío o caliente.

Finalmente, el adsorbente no puede absorber más agua, pero el sistema se puede recargar calentando el adsorbente por encima de 200 ° C. Esto hace que libere el agua, que se condensa y se devuelve a un depósito.



Se podría usar un calentador eléctrico para este propósito, dice Evelyn Wang , profesor de ingeniería mecánica en el MIT, que dirige el trabajo. Pero existen tantas fuentes de calor, como el calor de un calentador de agua solar, por lo que no sería necesario utilizar electricidad, dice. Se espera que la recarga completa del sistema demore unas cuatro horas, que es aproximadamente lo que se necesita para recargar algunos vehículos eléctricos comunes en las estaciones de carga estándar.

El concepto básico detrás del sistema de control de temperatura no es nuevo (consulte Uso de calor para enfriar edificios). Pero ha sido difícil hacer que un sistema de este tipo sea lo suficientemente compacto para su uso en un automóvil, especialmente porque normalmente se usan contenedores separados para evaporar y condensar el refrigerante. El diseño más compacto de los investigadores utiliza un contenedor para ambos propósitos.

Los investigadores ahora están desarrollando materiales que pueden adsorber más agua, lo que permitiría utilizar menos adsorbente. Una es una zeolita modificada, un tipo de material poroso que se ha utilizado durante mucho tiempo en la catálisis. También están trabajando en un material llamado marco orgánico metálico, cuyas propiedades pueden cambiarse sistemáticamente variando la composición de los materiales orgánicos que enlazan grupos microscópicos de metal. Los investigadores han agregado materiales altamente conductores térmicos, como nanomateriales a base de carbono, a su adsorbente para que el sistema pueda calentar y enfriar más rápidamente, lo que también puede hacer posible reducir su tamaño total.



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