Uzwojenia z nanorurek

fot. pixabay

Koreańscy inżynierowie zbudowali i uruchomili lekki silnik elektryczny, który wykorzystuje nanorurki węglowe w miejsce tradycyjnych uzwojeń miedzianych.

Do tej pory metale, takie jak miedź były głównym materiałem używanym do produkcji cewek ze względu na ich dobrą przewodność elektryczną. Posiadają jednak ograniczenia, jak na przykład zmienne ceny i problemy z masą opartych o nie konstrukcji wynikające z ich dużej gęstości.

Dr Dae-Yoon Kim i jego zespół z Koreańskiego Instytutu Nauki i Technologii (KIST) zbudowali uzwojenie silnika, używając do tego celu wyłącznie nanorurek bez wykorzystania metali. Wyniki swoich badań przedstawili w czasopiśmie Advanced Composites and Hybrid Materials.

Nanorurki oferują korzystną przewodność elektryczną i cieplną, a także wysoką wytrzymałość mechaniczną. Dotychczas jednak istniały bariery dla ich rzeczywistych zastosowań przemysłowych. Jedną z nich są pozostałości metali katalizatorów używanych w procesie produkcyjnym, które pozostają obecne w formie metalicznych cząstek na ich powierzchni, pogarszając w ten sposób właściwości elektryczne. Utrudnia to ich stosowanie w aplikacjach o wysokiej wydajności.

Zespół z KIST opracował nowy proces oczyszczania, wykorzystując zasadę wyrównania kryształów ciekłych. Proces ten skutecznie zapobiega pozostawaniu cząstek metalicznych na powierzchni nanorurek i pozwala selektywnie usuwać zanieczyszczenia, nie uszkadzając nanostruktur, co wyraźnie odróżnia go od istniejących metod oczyszczania w fazie ciekłej i gazowej. Oczyszczone nanorurki wykazują znacznie wyższą przewodność, co zostało wykorzystane do produkcji silników elektrycznych.

Możliwość wytwarzania maszyn elektrycznych przy użyciu lekkich cewek z nanorurek może być szczególnie atrakcyjna w zastosowaniach transportowych, takich jak budowa pojazdów elektrycznych, dronów lub statków kosmicznych. Konwencjonalne cewki stanowią w takich aplikacjach dużą część masy silników, a ich redukcja nie tylko zmniejsza zużycie energii, ale może również zwiększyć zasięg pojazdów zasilanych akumulatorowo.

(rr)