Aviación enteramente eléctrica de modo más fácil gracias a una nueva célula de combustible

Energizar únicamente con electricidad una aeronave resulta mucho más difícil que hacerlo en un vehículo terrestre o acuático. El peso en un vehículo aéreo es un factor mucho más crítico que en los terrestres y en los acuáticos. Por eso, la revolución de los automóviles eléctricos está muy lejos de verse reflejada en la aviación. Sin embargo, esta situación podría comenzar a cambiar pronto gracias a una nueva célula de combustible, capaz de almacenar por cada kilogramo de peso tres veces más energía que la almacenable en las mejores baterías actuales para vehículos eléctricos.

Con esta célula de combustible sí resultaría viable energizar la propulsión de aviones en buena parte de sus vuelos, además de mejorar la de barcos y camiones.

El logro es obra de un equipo integrado, entre otros, por Karen Sugano y Yet-Ming Chiang, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos.

Una célula de combustible es parecida a una batería, pero puede reabastecerse de energía mucho más rápidamente que una batería, ya que, en vez de recargarse, reposta combustible. En este caso, el combustible es sodio metálico líquido, un producto bastante barato y fácil de obtener en el mercado. En el lado opuesto de donde está el sodio metálico líquido, hay simplemente aire, que sirve como fuente de átomos de oxígeno. Entre ambos, una capa de material cerámico sólido actúa como electrolito, permitiendo el libre paso de los iones de sodio, y un electrodo poroso orientado al aire ayuda al sodio a reaccionar químicamente con el oxígeno y producir electricidad.

El umbral necesario para una aviación eléctrica realista es de unos 1000 vatios-hora por kilogramo. Las baterías de iones de litio de los vehículos eléctricos actuales alcanzan un máximo de unos 300 vatios-hora por kilogramo Con 1000 vatios-hora por kilogramo, son viables los aviones eléctricos para vuelos de corta y media distancia. Para vuelos transcontinentales, el reto está todavía más allá del alcance de la química conocida de baterías y células de combustible, pero con innovaciones como la ahora conseguida es previsible que se llegue a superar ese reto en un futuro quizás no muy lejano.

Célula de combustible modificada con la que se realizaron algunos de los experimentos del estudio. (Foto: Gretchen Ertl. CC BY-NC-ND 3.0)

Sugano, Chiang y sus colegas exponen los detalles técnicos de su nueva célula de combustible en la revista académica Joule, bajo el título “Sodium-air fuel cell for high energy density and low-cost electric power”. (Fuente: NCYT de Amazings)