Drones en pruebas. Fotografía: Instituto de Física Química de Dalian

Según Science Direct, el rápido desarrollo de la globalización ha incrementado significativamente la demanda de energía, promoviendo así la búsqueda de nuevas fuentes de energía. Las baterías de litio son el dispositivo de almacenamiento de energía preferido hoy en día, presentes en muchas industrias, desde drones hasta vehículos eléctricos...

A pesar de su gran potencial, las baterías de litio presentan una grave debilidad a bajas temperaturas. Al operar en entornos de baja temperatura, las métricas de rendimiento de la batería de litio, como la capacidad, la potencia de salida y el ciclo de vida, se reducen significativamente.

Los estudios demuestran que en entornos con temperaturas inferiores a -40 grados centígrados, la capacidad de la batería puede disminuir hasta un 12%. Cabe destacar que es probable que el 38% del territorio de China experimente temperaturas inferiores a -20 grados Celsius durante el año, lo que plantea muchos desafíos para las baterías de litio.

El 16 de marzo, el Science and Technology Daily informó que un equipo de investigadores del Instituto de Física Química de Dalian dirigido por Chen Zhongwei probó baterías de litio en drones que volaban a temperaturas extremadamente bajas en la ciudad de Mohe, provincia de Heilongjiang, noreste de China.

El dron probado funcionó de forma fiable a temperaturas extremadamente bajas, abriendo un nuevo potencial para operaciones aéreas en condiciones extremas. Al mantener un rendimiento estable a -36 grados Celsius, la batería garantiza un suministro de energía ininterrumpido. Esto lo convierte en una solución prometedora para aplicaciones críticas como la exploración polar, la patrulla fronteriza, el socorro en casos de desastre y el transporte logístico.

Durante el vuelo de prueba, el dron se mantuvo estable y cumplió con las expectativas de durabilidad a pesar del clima frío. El dron completó con éxito una serie de criterios, incluido el lanzamiento rápido, el vuelo estacionario a gran altitud y la navegación de ruta compleja. Además, la batería mantiene una capacidad estable, sin caídas ni pérdidas de energía inesperadas en condiciones de frío extremo.

Para superar la degradación de las baterías de litio en condiciones de frío extremo, el equipo de investigación del Instituto de Física Química de Dalian mejoró el dispositivo optimizando la fórmula del electrolito y modificando el material del ánodo, ampliando significativamente el rango de temperatura de funcionamiento de la batería. Como resultado, la nueva batería puede proporcionar energía continua en un rango de temperatura de -40 °C a 50 °C.

Además, los investigadores mejoraron el rango de funcionamiento de la batería en climas fríos utilizando gestión térmica adaptativa y un diseño de impedancia de baja temperatura. Como resultado, la pérdida de durabilidad de la batería a -40 °C es de poco menos del 10 %, significativamente mejor que el promedio actual del 30-50 %. Esto significa que las nuevas baterías podrían ayudar a los drones a completar misiones en áreas frías y de gran altitud sin necesidad de recargas frecuentes.

El Sr. Chen Zhongwei agregó que el equipo de investigación continuará mejorando el rendimiento de la batería y ampliando la aplicación de este dispositivo en entornos hostiles.