Recientemente, un equipo de investigadores noruegos de SINTEF Manufacturing ha descubierto una solución para reducir el peso de los vehículos eléctricos mediante el uso de conductores híbridos de cobre y aluminio, mejorando su autonomía energética.
La implementación de conductores híbridos de cobre y aluminio
Los vehículos eléctricos buscan distribuir el peso adicional que reciben a través de los componentes, lo que afecta directamente su autonomía. El cobre es un material utilizado para fabricar los conductores eléctricos, es altamente eficiente en términos de conductividad, pero representa la desventaja por su alta densidad de masa.
Históricamente, los conductores se han fabricado de cobre, porque el metal tiene excelente conductividad, maleabilidad y resistencia.
Jørgen A. Sørhaug, investigador en SINTEF Manufacturing.
¿Por qué la aleación del cobre y el aluminio?
El aluminio emerge como una alternativa al cobre debido a sus propiedades técnicas. Aunque su conductividad no es tan alta como la del cobre, el aluminio tiene una ventaja: es mucho más ligero, lo que lo convierte en una opción ideal para la fabricación de conductores eléctricos en los vehículos eléctricos.
Los investigadores han logrado crear conductores híbridos mediante la combinación de cobre y aluminio. Esta mezcla permite aprovechar las mejores propiedades de ambos metales: la conductividad superior del cobre y la ligereza del aluminio. Sørhaug y su equipo en NTNU están utilizando técnicas avanzadas de soldadura en frío para unir estos metales sin comprometer sus propiedades eléctricas.
La soldadura en frío, un proceso técnico de unión de metales a bajas temperaturas, ha mostrado ser altamente efectiva, ya que minimiza la formación de cristales intermetálicos que podrían disminuir la conductividad.
Por otra parte, el desarrollo de la técnica HYB (extrusión y unión de metal híbrido), permite la soldadura en frío de cobre y aluminio. Dicho proceso ha sido perfeccionado por los investigadores de NTNU y ofrece una forma más eficiente de crear conexiones soldadas entre los dos metales. La soldadura en frío permite obtener una microestructura optimizada, lo que mejora tanto la conductividad eléctrica como la resistencia mecánica de los conductores híbridos.
Los beneficios de la soldadura en frío
En la soldadura convencional a alta temperatura, la interacción entre el cobre y el aluminio puede resultar en la formación de compuestos intermetálicos que reducen la conductividad del material. No obstante, al soldar en frío, los investigadores logran reducir la formación de estos compuestos, lo que resulta en un mejor rendimiento general. Además, la soldadura en frío conserva las propiedades mecánicas de ambos metales, lo que los hace más resistentes y duraderos.
Por otra parte, algunas empresas como Hydro ASA, Corvus Energy AS y Profesor Grong AS están colaborando activamente en este proyecto para explorar nuevas aplicaciones de los conductores híbridos en sistemas de baterías y otros componentes de vehículos eléctricos. La profesora de física en NTNU, Randi Holmestad, señaló que el objetivo es crear conexiones soldadas en frío más fuertes entre el cobre y el aluminio para mejorar la resistencia y la conductividad, lo que permitiría aplicaciones más eficientes en la industria automotriz.
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Fuente y foto: SINTEF Manufacturing
