Многие электродвигатели в настоящее время используют медь в своих статорах и часто в роторах. В поисках альтернатив исследователи из Южной Кореи разработали решение на основе углеродных нанотрубок, которое заменяет медь в электродвигателях.
Недаром медь используется в качестве стандарта во всех типах кабелей — ее преимущества, такие как высокая электропроводность, известны уже много веков. Вот почему они также используются в электромагнитах, используемых в электродвигателях. Но есть и некоторые неоспоримые недостатки использования меди. Она тяжелая, сравнительно дорогая, и ее добыча иногда рассматривается как неустойчивая. Кроме того, медь нагревается, что приводит к потерям тепла и высоким требованиям к охлаждению.
Для исследователей из Корейского института науки и технологий (KIST) это более чем достаточные причины искать замену меди. Они разработали катушку для электродвигателей (хотя пока и не полностью работоспособный электродвигатель), которая работает полностью без металла – и, следовательно, без меди. Вместо этого в качестве проводящего материала используются углеродные нанотрубки (УНТ).
Этот подход не является чем-то новым; УНТ уже давно считаются перспективным подходом. Они также обладают хорошей электропроводностью, значительно легче меди, очень стабильны и хорошо рассеивают тепло. Однако на практике часто возникают проблемы с тем, что мелкие металлические частицы могут оседать на поверхности в результате остатков каталитических материалов, используемых в процессе производства. Это загрязнение в конечном итоге ухудшает проводимость, а следовательно, и производительность нанотрубок.
Решение, которое придумали исследователи KIST, представляет собой новый процесс очистки с использованием жидких кристаллов для удаления металлических частиц с поверхности нанотрубок без их повреждения. В результате электропроводность испытательной катушки удалось существенно увеличить, что, по мнению исследователей, должно позволить довести ее до уровня, «который можно будет использовать в реальных электродвигателях».
Даже если ни один полностью функциональный электродвигатель еще не был разработан и испытан с нуля с катушками CNT, южнокорейские исследователи, по крайней мере, продемонстрировали функциональную возможность своей разработки. Команда провела эксперименты, поместив катушку CNT на двигатель, и обнаружила, что обороты в минуту (об/мин) двигателя можно стабильно контролировать в зависимости от входного напряжения. Однако в испытаниях использовался только очень маленький двигатель — далеко не по мощности электромобилям.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:
Исследователи разрабатывают литиевые батареи, поглощающие углекислый газ
