Investigadores españoles han desarrollado un nuevo material que ha mejorado drásticamente la conductividad de los nanotubos de carbono, abriendo potencialmente un camino para reemplazar el cable de cobre en vehículos eléctricos, drones y aeronaves. Publicado en Science, la investigación proviene del Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón y del Instituto IMDEA Materiales. Se centra en un proceso de dopaje químico que aumentó la conductividad de los nanotubos 17 veces, manteniendo intacta la estructura de las fibras.

A temperatura ambiente, las fibras dopadas alcanzan alrededor del 40% de la salida eléctrica del cobre, y en términos ajustados por peso, su conductividad específica supera al aluminio. Las fibras pesan aproximadamente una sexta parte del cobre, ofreciendo aproximadamente cinco veces la resistencia a la tracción. Iteraciones anteriores de estas fibras fueron reconocidas por ser resistentes y ligeras, pero se quedaban cortas en capacidad de carga de corriente, por lo que la mejora en conductividad es el desarrollo clave.

La mejora provino del tratamiento de las fibras con AlCl4-, un compuesto de tetracloroaluminato que actúa como dopante. Introducir portadores de carga sin alterar la red atómica había sido durante mucho tiempo una dificultad central, y los investigadores afirman que este método la aborda. Preservar la integridad estructural fue tan importante como la ganancia en conductividad, ya que un conductor que se descompone en servicio no tiene valor práctico.

Los vehículos eléctricos modernos llevan una carga significativa de cobre, especialmente en los gruesos haces de cableado que gestionan la energía de alto voltaje, y esa masa se acumula. Cambiar parte de ese cobre por un material más ligero reduce la masa del vehículo y extiende la autonomía, y una menor resistividad a temperaturas de funcionamiento reduce la acumulación de calor. En drones, reducir la masa del cable se traduce directamente en mayor tiempo de vuelo, y para los desarrolladores de aeronaves, recortar peso en cualquier punto produce rendimientos desproporcionados.

El material también se mantiene de manera confiable en condiciones secas y muestra una tolerancia aceptable a la humedad, propiedades que importan para los estándares de certificación de transporte. En conductividad específica, el punto de referencia que los fabricantes priorizan más, las fibras tratadas han entrado en un territorio que merece una atención seria de ingeniería. En valores máximos, también superan la conductividad del aluminio en términos absolutos.

El desafío restante es la fabricación: producir fibras consistentes a escala, garantizar la compatibilidad con el hardware y establecer un perfil de costos competitivo con los metales convencionales. Si esos problemas pueden resolverse, la tecnología podría salir de los laboratorios e integrarse en los sistemas eléctricos de la próxima generación de vehículos eléctricos y aeronaves. También será necesario desarrollar infraestructura de reciclaje para estos materiales.

Muchas empresas en el ámbito automotriz, como Ferrari N.V. (NYSE: RACE), estarán esperando para ver si este nuevo material se vuelve comercialmente disponible a gran escala y a precios que hagan viable el cambio del cobre.

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