En un contexto global marcado por una creciente demanda energética impulsada por la inteligencia artificial, la electrificación del transporte, los centros de datos y la transición a fuentes limpias, el Laboratorio Nacional de Energía Renovable de Estados Unidos (NREL) ha presentado un avance que promete redefinir el futuro de la conversión de energía. Se trata de ULIS, un nuevo módulo de potencia basado en carburo de silicio que combina velocidad de conmutación, eficiencia, alta densidad de potencia y bajos costes de fabricación, superando ampliamente los límites tecnológicos actuales.
El nuevo módulo, denominado ULIS (módulo de potencia inteligente de inductancia ultrabaja), presenta una eficiencia y densidad de potencia sin precedentes, además de una fabricación económica. Gracias a su tecnología de semiconductores de carburo de silicio, ULIS ofrece una densidad energética cinco veces superior a diseños previos en un encapsulado más compacto.
Este módulo de potencia, con especificaciones de 1200 voltios y 400 amperios, es adecuado para aplicaciones en centros de datos, redes eléctricas, microrreactores y vehículos pesados, incluyendo aeronaves y vehículos militares de última generación.
Un avance clave de ULIS es su inductancia parásita, que es entre siete y nueve veces menor que la de otros módulos de carburo de silicio de última generación. Esta reducción permite una conversión ultrarrápida y altamente eficiente de la corriente eléctrica, optimizando la extracción de energía utilizable del suministro eléctrico y posicionando a ULIS como una solución relevante ante el desafío del aumento global en la demanda energética.
Diseño innovador y económico
ULIS destaca por su diseño plano y octogonal, que a diferencia de los módulos tradicionales tipo ladrillo, permite alojar más dispositivos en menos espacio, reduciendo así tamaño y peso. Gracias a su novedoso enrutamiento de corriente, maximiza la cancelación del flujo magnético, lo que se traduce en una salida eléctrica limpia y con pérdidas mínimas, logrando una alta eficiencia.
Para facilitar su fabricación y reducir costes sin comprometer el rendimiento, el diseño evita complejidades tridimensionales y adopta una estructura casi bidimensional. En cuanto a los materiales, este módulo sustituye las bases cerámicas rígidas por cobre adherido a un polímero flexible llamado Temprion, logrando un módulo más delgado, ligero y adaptable, con costes de producción significativamente menores.
Además, ULIS incorpora funcionalidad inalámbrica, lo que permite su control y monitoreo sin cables externos. Su diseño modular facilita la integración en una amplia variedad de sistemas, desde centros de datos hasta vehículos militares, y el protocolo inalámbrico utilizado está pendiente de patente.
Finalmente, el módulo es escalable y compatible con futuras tecnologías de semiconductores, como nitruro de galio y óxido de galio, lo que amplía sus posibles aplicaciones. Estas innovaciones convierten a ULIS en una solución eficiente, confiable y flexible para responder a la creciente demanda energética mundial.
Ámbitos de impacto potencial de ULIS
ULIS podría transformar la modernización de la red eléctrica estadounidense, donde la conversión eficiente y rápida de energía es clave. Su conmutación ultrarrápida y tolerancia a altas temperaturas optimizan la entrega de energía a los consumidores y pueden reducir los costes de mantenimiento en plantas eléctricas.
En el sector aeronáutico, el módulo facilita el desarrollo de convertidores de potencia ligeros y de alto rendimiento, esenciales para aeronaves avanzadas como los vehículos eléctricos de despegue y aterrizaje vertical (eVTOL), haciendo estas tecnologías más viables comercialmente.
Además, ULIS tiene un papel potencial en el futuro de la energía mediante reactores de fusión, donde su baja inductancia y diseño compacto permitirán construir componentes fiables para sistemas de energía pulsada, especialmente en lugares donde las infraestructuras tradicionales son complejas o costosas.