O cobre é um dos materiais mais importantes na construção de motores elétricos. Ainda assim, a hipótese de criar um motor elétrico sem cobre seria verdadeiramente transformadora - e esse cenário acaba de ficar bastante mais próximo.
Uma equipa de investigadores do KIST (Korea Institute of Science and Technology) desenvolveu um protótipo de motor elétrico sem cobre, trocando as bobinas metálicas tradicionais por um conjunto de cablagens fabricadas a partir de nanotubos de carbono.
A tecnologia pode não só reduzir significativamente o peso de componentes essenciais, como os motores elétricos, como também abrir caminho a uma diminuição muito expressiva das emissões associadas ao fabrico de motores destinados a automóveis elétricos.
Protótipo do motor elétrico sem cobre do KIST com nanotubos de carbono
Para demonstrar que a ideia funciona fora do papel, o KIST realizou ensaios com um pequeno carro à escala equipado com um protótipo deste motor elétrico sem cobre.
Nos testes, o motor conseguiu atingir as 3420 rpm a 3 Volts - um valor que parece reduzido quando comparado com as 18 120 rpm obtidas por um motor elétrico equivalente com cobre.
Na mesma bateria de testes, o modelo à escala percorreu 10 metros em 25s, alimentado por uma pilha de 3 V. À primeira vista, pode parecer um resultado modesto, mas está alinhado com a meta do projeto: provar que existe uma alternativa funcional ao cobre, com menor massa.
Vantagens de peso e desempenho por massa
Uma das vantagens mais evidentes está na redução de peso. A densidade dos fios de nanotubos é de cerca de 1,7 g/cm³, enquanto a do cobre é de 8,9 g/cm³.
Embora a condutividade elétrica absoluta seja inferior - 7,7 milhões de S/m (Siemens por metro) face a ~59 milhões S/m do cobre -, quando se olha para a velocidade específica por massa, os valores acabam por ficar em níveis aproximados. Em carros elétricos, onde cada grama conta, esta relação pode tornar-se determinante.
Porque pode mudar tudo
Para lá do peso, há uma segunda vantagem com grande impacto: a sustentabilidade. Este tipo de fabrico requer menos metais e as fibras de nanotubos podem ser recicladas quase sem perda de propriedades, o que ajuda a reduzir as emissões associadas à produção.
Ainda assim, existem desafios relevantes a resolver, incluindo a produção de cabos longos e homogéneos, a resistência de contacto entre fibras (as junções entre filamentos geram perdas elétricas que reduzem a eficiência geral do sistema) e a adaptação às normas de segurança e de arrefecimento. Além disso, os custos continuam elevados.
Mesmo com estes entraves, o potencial é evidente. Se os custos baixarem e a fiabilidade for comprovada, esta tecnologia de motor elétrico sem cobre poderá deixar de ser apenas uma experiência de laboratório e ganhar capacidade para alterar a mobilidade elétrica com uma solução mais leve, eficiente e sustentável - sem ter de se limitar ao setor automóvel.
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