Η «εποχή του χαλκού» τελειώνει - Νέα τεχνολογία αλλάζει το τοπίο στους ηλεκτροκινητήρες
Η αποδοτικότητα ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου δεν εξαρτάται μόνο από τις μπαταρίες αλλά και από τους ηλεκτροκινητήρες οι οποίοι αποτελούν τον πυρήνα του συστήματος κίνησης, και γι’ αυτό η βιομηχανία αναζητά διαρκώς τρόπους να τους κάνει πιο ελαφρούς, πιο αποδοτικούς και πιο ανθεκτικούς.
Σε αυτή την αναζήτηση, το παραδοσιακό υλικό που χρησιμοποιείται είναι ο χαλκός ο οποίος όμως το τελευταίο διάστημα βρίσκεται στο μικροσκόπιο. Ο χαλκός χρησιμοποιείται κατά κόρον γιατί είναι εξαιρετικός αγωγός ηλεκτρικού ρεύματος, αλλά η εξόρυξη και επεξεργασία του δεν είναι φιλικές προς το περιβάλλον, ενώ ταυτόχρονα τα αποθέματα του πλανήτη δεν επαρκούν για να καλύψουν τις ολοένα αυξανόμενες ανάγκες της αυτοκινητοβιομηχανίας και της τεχνολογίας γενικότερα.
Είναι ενδεικτικό ότι ένα αυτοκίνητο με κινητήρα εσωτερικής καύσης χρησιμοποιεί κατά μέσο όρο 20 kg χαλκού, ενώ αντίστοιχα ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο 80 kg!
Αντί για χαλκό, άνθρακας
Μια ερευνητική ομάδα από το Κορεατικό Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας (KIST) προτείνει μια εξαιρετική λύση παρουσιάζοντας έναν πρωτοποριακό τύπο πηνίου που δεν περιλαμβάνει καθόλου μέταλλα, αλλά βασίζεται εξ ολοκλήρου σε νανοσωλήνες άνθρακα (carbon nanotubes).
Αυτός ο νέος τύπος πηνίου προσφέρει ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα παρόμοια ή και ανώτερη του χαλκού, ενώ ταυτόχρονα είναι ελαφρύτερος και πιο ευέλικτος. Για την ακρίβεια, ένα πηνίο με νανοσωλήνες άνθρακα ζυγίζει μόλις 78 mg, τη στιγμή που το αντίστοιχο από χαλκό φτάνει τα 379 mg.
Πώς λειτουργεί το νέο υλικό
Οι νανοσωλήνες άνθρακα διατάσσονται σε καλώδια, τα οποία τοποθετούνται στον στάτορα του κινητήρα (το σταθερό τμήμα που δημιουργεί το μαγνητικό πεδίο για την περιστροφή του ρότορα), στη συνέχεια το ρεύμα περνά από τα πηνία, δημιουργώντας έτσι την απαιτούμενη κίνηση στους τροχούς.
Η ομάδα του KIST ανέπτυξε παράλληλα και μια προηγμένη μέθοδο καθαρισμού των νανοσωλήνων, προκειμένου να απομακρυνθούν τα μεταλλικά κατάλοιπα από την παραγωγή τους, τα οποία θα μπορούσαν να περιορίσουν την αγωγιμότητα του άνθρακα.
Ελαφρύτεροι κινητήρες, μεγαλύτερη αυτονομία
Το πιο εντυπωσιακό είναι πως, με τη χρήση νανοσωλήνων άνθρακα, ο κινητήρας γίνεται σημαντικά πιο ελαφρύς με κάθε γραμμάριο λιγότερο στον κινητήρα να σημαίνει περισσότερη αυτονομία για το όχημα, το οποίο είναι ένα ζητούμενο που απασχολεί διαρκώς τους κατασκευαστές και τους καταναλωτές. Άξιο αναφοράς επίσης είναι το γεγονός ότι ο άνθρακας διαχειρίζεται καλύτερα τη θερμότητα, αυξάνοντας τη σταθερότητα και μειώνοντας την ανάγκη για πολύπλοκα συστήματα ψύξης.
Μεγάλο εμπόδιο, το κόστος παραγωγής
Φυσικά, κάθε καινοτομία συνοδεύεται από προκλήσεις, έτσι και σε αυτή τη περίπτωση, το κόστος είναι ο βασικός ανασταλτικός παράγοντας. Ενώ το κιλό του χαλκού κοστίζει περίπου 8 με 9,5 €, το αντίστοιχο κόστος για νανοσωλήνες άνθρακα ξεπερνά τα 320 € και φτάνει έως και τα 430 €. Παρά την τεχνολογική υπεροχή, το υψηλό κόστος κρατά την ευρεσιτεχνία ακόμα μακριά από τη μαζική παραγωγήμ με τους ερευνητές, ωστόσο να δηλώνουν αισιόδοξοι ότι με την πρόοδο στη μέθοδο καθαρισμού και μαζικής σύνθεσης, το κόστος θα μειωθεί σημαντικά τα επόμενα χρόνια.
Η πρόταση των Κορεατών ερευνητών αποτελεί μια πολλά υποσχόμενη εναλλακτική για το μέλλον της ηλεκτροκίνησης, ειδικά αν ληφθούν υπόψη οι παγκόσμιες τάσεις για απεξάρτηση από σπάνια και ενεργοβόρα υλικά. Μπορεί το κόστος να μην επιτρέπει ακόμα άμεση εμπορική εφαρμογή, αλλά η τεχνολογία είναι πλέον εδώ. Και ίσως, σε λίγα χρόνια, τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα να μην χρειάζονται ούτε γραμμάριο χαλκού για να κινηθούν με αποδοτικότητα, αυτονομία και οικολογική συνείδηση.
Πηγή: caranddriver.gr
Δείτε περισσότερα τεχνολογικά νέα: https://eduadvisor.gr/index.php/arthra/tehnologia
