Baterías Estructurales para Aplicaciones Aeronáuticas-Estado del Arte, Brechas de Investigación y Necesidades de Desarrollo Tecnológico
Autores: Kühnelt, Helmut; Beutl, Alexander; Mastropierro, Francesco; Laurin, Frederic; Willrodt, Sebastian; Bismarck, Alexander; Guida, Michele; Romano, Fulvio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Baterías Estructurales para Aplicaciones Aeronáuticas-Estado del Arte, Brechas de Investigación y Necesidades de Desarrollo Tecnológico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Innovaciones radicales
Aeronaves híbrido-eléctricas
Almacenamiento de energía eléctrica
Baterías estructurales multifuncionales
Materiales
Integración estructural
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Se necesitan innovaciones radicales para todos los sistemas y subsistemas de aeronaves para lograr aviones futuros con neutralidad de carbono, siendo los aviones híbrido-eléctricos los que se entregarán después de 2035, inicialmente en el segmento de aeronaves regionales de la industria. El almacenamiento de energía eléctrica es un elemento clave aquí, que exige tecnologías seguras, densas en energía y ligeras. Combinar capacidades de carga estructural con almacenamiento de energía para crear baterías estructurales multifuncionales es una forma prometedora de minimizar el impacto perjudicial del peso de la batería en la aeronave. Sin embargo, a pesar de los diversos conceptos desarrollados en los últimos años, su viabilidad se ha demostrado principalmente a nivel de material o de muestra, dejando muchas preguntas abiertas sobre su aplicabilidad a elementos estructurales de un tamaño relevante para su implementación en el fuselaje. Esta revisión tiene como objetivo proporcionar una visión general de los enfoques recientes para las baterías estructurales, evaluando su rendimiento multifuncional e identificando brechas en el desarrollo tecnológico hacia su introducción en aplicaciones aeronáuticas comerciales. Las principales áreas donde se necesita lograr un progreso sustancial son los materiales, para mejores capacidades de almacenamiento de energía; la integración estructural y el diseño de aeronaves, para optimizar el rendimiento mecánico-eléctrico y la vida útil; técnicas de fabricación compatibles con la aeronáutica; y la prueba y monitoreo de estructuras multifuncionales. Finalmente, las baterías estructurales introducirán aspectos novedosos en el marco de certificación.
Descripción
Se necesitan innovaciones radicales para todos los sistemas y subsistemas de aeronaves para lograr aviones futuros con neutralidad de carbono, siendo los aviones híbrido-eléctricos los que se entregarán después de 2035, inicialmente en el segmento de aeronaves regionales de la industria. El almacenamiento de energía eléctrica es un elemento clave aquí, que exige tecnologías seguras, densas en energía y ligeras. Combinar capacidades de carga estructural con almacenamiento de energía para crear baterías estructurales multifuncionales es una forma prometedora de minimizar el impacto perjudicial del peso de la batería en la aeronave. Sin embargo, a pesar de los diversos conceptos desarrollados en los últimos años, su viabilidad se ha demostrado principalmente a nivel de material o de muestra, dejando muchas preguntas abiertas sobre su aplicabilidad a elementos estructurales de un tamaño relevante para su implementación en el fuselaje. Esta revisión tiene como objetivo proporcionar una visión general de los enfoques recientes para las baterías estructurales, evaluando su rendimiento multifuncional e identificando brechas en el desarrollo tecnológico hacia su introducción en aplicaciones aeronáuticas comerciales. Las principales áreas donde se necesita lograr un progreso sustancial son los materiales, para mejores capacidades de almacenamiento de energía; la integración estructural y el diseño de aeronaves, para optimizar el rendimiento mecánico-eléctrico y la vida útil; técnicas de fabricación compatibles con la aeronáutica; y la prueba y monitoreo de estructuras multifuncionales. Finalmente, las baterías estructurales introducirán aspectos novedosos en el marco de certificación.