Los consumidores que estén considerando la posibilidad de comprar un coche eléctrico deben tener en cuenta que usar la calefacción o el aire acondicionado puede reducir la autonomía del vehículo hasta un tercio (ver "La solución de BMW a la autonomía limitada de los vehículos eléctricos"). Hace poco, un crítico del New York Times se encontró con este problema en un recorrido de prueba y acabó tirado con la batería descargada.
Un nuevo sistema de aire acondicionado y calefacción que casi elimina el consumo de batería podría ayudar bastante. Los investigadores están trabajando con Ford en un prototipo que esperan probar en el Ford Focus eléctrico en los próximos dos años. El trabajo se está financiando con una subvención de 2,7 millones de dólares (unos 2 millones de euros) de la Agencia estadounidense de Proyectos Avanzados de Energía (ARPA en sus siglas en inglés).
Los investigadores describen su nuevo aparato como una batería termal. Usa materiales capaces de almacenar grandes cantidades de refrigerante en un pequeño volumen. Cuando el refrigerante se mueve por el sistema, se puede usar para calefacción o aire acondicionado.
En el sistema, se bombea agua a un contenedor de baja presión, que se evapora y absorbe calor en el proceso. Después se expone ese agua a un adsorbente, un material con poros microscópicos que tienen afinidad por las moléculas de agua. Este material extrae el vapor del contenedor, manteniendo la presión baja para que se pueda bombear y evaporar más agua. El proceso de enfriado por evaporación se puede usar para enfriar el habitáculo.
Cuando el material adsorbe moléculas de agua, se libera calor; este se puede pasar por un radiador y disiparse en la atmósfera cuando el sistema se usa para enfriar o se puede usar para calentar el habitáculo. El sistema necesita muy poca electricidad, la justa para hacer funcionar una pequeña bomba y unos ventiladores para mover el aire caliente o frío.
Con el tiempo, el adsorbente ya no admite más agua, pero el sistema se puede "recargar" calentándolo por encima de los 200 °C. Esto hace que libere el agua, que se condensa y vuelve a un depósito.
Evelyn Wang, profesora de ingeniería mecánica del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y directora del proyecto, explica que para esto se podría usar un calentador eléctrico. "Pero existen tantas fuentes de calor posibles -por ejemplo un calentador de agua solar- que no habría que usar electricidad", afirma. Se espera que el sistema tarde cuatro horas en recargarse por completo, que es lo que se tarda en recargar algunos vehículos eléctricos normales en estaciones de recarga estándares.
El concepto básico detrás del sistema de control de temperatura no es nuevo. Pero ha resultado difícil hacer un sistema de este tipo lo suficientemente compacto como para poder usarlo en un coche, sobre todo porque normalmente se usan contenedores separados para evaporar y condensar el refrigerante. El diseño de estos investigadores es más compacto y usa un único contenedor para ambas funciones.
Ahora, los investigadores están desarrollando materiales capaces de adsorber más agua, lo que haría posible usar menos adsorbente. Uno de esos materiales es una zeolita modificada, una clase de material poroso que se usa desde hace tiempo en la catálisis. También están trabajando en un material llamado marco metálico orgánico, cuyas propiedades se pueden cambiar sistemáticamente al variar la composición de los materiales orgánicos que enlazan agrupaciones microscópicas de nanomateriales. Los investigadores han añadido a su adsorbente materiales muy conductores de la temperatura como nanomateriales basados en el carbono para que el sistema caliente o enfríe con mayor rapidez, lo que también permite reducir su tamaño en general.