Bakır gibi hammaddeler, aynı zamanda elektromobiliteden kaynaklanan kıt hale gelir. Güney Kore'den araştırmacılar, metal içermemesi gereken yeni bir elektrik motoru geliştirdiler. Kore Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'ne (KIST) göre, bobinler karbon fiberden oluşur.
Dae-yoon Kim liderliğindeki ekip, karbon yastığı tüplerinden (Carbon Nanotubes, CNT) kablolar yaptı. Teller sadece önde gelen elektriğin amacını karşılamakla kalmaz. Ayrıca çok esnek ve hafiftirler.
Ekip, Advanced Composites ve Hibrid Malzemeler dergisinde tanımladığı kabloları çekirdek kılıf kompozit elektrik kablosunu (CSCEC) çağırıyor. Bir polimerin ince bir tabakasıyla çevrili karbon yontma tüplerinden yapılmış bir telden oluşur.
Bu CSCEC'den ekip, bir oyuncak arabasını sürmek için yeterli güce sahip bir motorun prototipi için bobinler yarattı. Testlerde motor, 3 volt voltajda dakikada 3420 devir (RPM) hızına ulaştı. Onun tarafından sürülen küçük bir araba, 0.52 m/s (1.8 km/s) hızına ulaştı.
Bakır daha iyi liderlik ediyor
Bakır sargılı eşit derecede güçlü bir motor karşılaştırma testinde 18.120 rpm'ye ulaştı ve arabayı 1.35 m/s'ye (4.86 km/s) hızlandırdı. Bunun nedeni, bakır tellerin CSCEC'den daha yüksek bir iletkenliğe sahip olmasıdır. Aynı boyutlar ve aynı voltajla, daha az elektrik akışı. Buna göre, performans daha düşüktür.
Bununla birlikte, avantaj ağırlıkta gösterilir: bakır bobin, CSCEC'den sadece 78 miligrama gelen 379 miligram ağırlığındadır. İkincisi iyi bir spesifik hıza sahiptir ve neredeyse bakır bobinle (yüzde 94) eşdeğerdir.
Spesifik hız, birim ağırlık başına devrimleri tanımlar ve çok önemli olduğu havacılık ve uzay için önemli bir anahtar rakamdır. Bu, örneğin böyle bir motoru, elektrik uçakları, uçuş taksileri veya dronlar için bir sürücü olarak uygun hale getirir. Robotiklerde de kullanılabilir.
Kilo tasarrufu erişimi getirir
Bir motorda daha düşük dönen kütle aynı zamanda daha az atalet ve dolayısıyla daha iyi bir tork anlamına gelir. Sonuçta, elektrikli bir otomobildeki ağırlık tasarrufu da aralığın genişlemesi anlamına gelebilir.
Ancak, CNT'ler imalatta sorunlara neden olur. İletkenliği kötüleştiren kümeler veya metal kalıntıları içerebilirler. Bunu önlemek için ekip, karbon nano tüplerinin hizalandığı ve ayrıldığı lyotropik sıvı kristal destekli yüzey doku (son) adlı bir prosedür kullanır. Bir temizleme işlemi metalik katalizör kirliliğini ortadan kaldırır.
Avantajlara rağmen, metalessiz motorlar muhtemelen bu kadar hızlı geçerli olmayacaktır. Karbon nano tüplerinden yapılmış kablolar hala çok pahalıdır. Bir kilogramın maliyeti 375 ila 500 dolar, bir kilogram bakır kablo 10 ila 11 dolar.
Araştırmacılar, yakın gelecekte elektrikli otomobillerin ve elektrik taksilerinin “tamamen CSCEC ile inşa edildiğine” inanıyorlar. Ekip, “CSCEC'lerin düşük yoğunluğu, özellikle esnek elektronik, enerji taşımacılığı, elektrikli araçlarda ve havacılık malzemelerinde çeşitli uygulamalarda enerji verimliliğini artırmak için çok önemli olan tel ağırlığını azaltma potansiyelinin altını çiziyor.”
(WPL)
Ne yazık ki, bu bağlantı artık geçerli değil.
Boşa harcanan eşyalara bağlantılar 7 günden daha büyükse veya çok sık çağrıldıklarında geçersiz hale gelir.
Bu makaleyi okumak için bir Haberler+ paketine ihtiyacınız var. Bir haftayı şimdi yükümlülük altına almadan test edin – yükümlülük olmadan!
Dae-yoon Kim liderliğindeki ekip, karbon yastığı tüplerinden (Carbon Nanotubes, CNT) kablolar yaptı. Teller sadece önde gelen elektriğin amacını karşılamakla kalmaz. Ayrıca çok esnek ve hafiftirler.
Ekip, Advanced Composites ve Hibrid Malzemeler dergisinde tanımladığı kabloları çekirdek kılıf kompozit elektrik kablosunu (CSCEC) çağırıyor. Bir polimerin ince bir tabakasıyla çevrili karbon yontma tüplerinden yapılmış bir telden oluşur.
Bu CSCEC'den ekip, bir oyuncak arabasını sürmek için yeterli güce sahip bir motorun prototipi için bobinler yarattı. Testlerde motor, 3 volt voltajda dakikada 3420 devir (RPM) hızına ulaştı. Onun tarafından sürülen küçük bir araba, 0.52 m/s (1.8 km/s) hızına ulaştı.
Bakır daha iyi liderlik ediyor
Bakır sargılı eşit derecede güçlü bir motor karşılaştırma testinde 18.120 rpm'ye ulaştı ve arabayı 1.35 m/s'ye (4.86 km/s) hızlandırdı. Bunun nedeni, bakır tellerin CSCEC'den daha yüksek bir iletkenliğe sahip olmasıdır. Aynı boyutlar ve aynı voltajla, daha az elektrik akışı. Buna göre, performans daha düşüktür.
Bununla birlikte, avantaj ağırlıkta gösterilir: bakır bobin, CSCEC'den sadece 78 miligrama gelen 379 miligram ağırlığındadır. İkincisi iyi bir spesifik hıza sahiptir ve neredeyse bakır bobinle (yüzde 94) eşdeğerdir.
Spesifik hız, birim ağırlık başına devrimleri tanımlar ve çok önemli olduğu havacılık ve uzay için önemli bir anahtar rakamdır. Bu, örneğin böyle bir motoru, elektrik uçakları, uçuş taksileri veya dronlar için bir sürücü olarak uygun hale getirir. Robotiklerde de kullanılabilir.
Kilo tasarrufu erişimi getirir
Bir motorda daha düşük dönen kütle aynı zamanda daha az atalet ve dolayısıyla daha iyi bir tork anlamına gelir. Sonuçta, elektrikli bir otomobildeki ağırlık tasarrufu da aralığın genişlemesi anlamına gelebilir.
Ancak, CNT'ler imalatta sorunlara neden olur. İletkenliği kötüleştiren kümeler veya metal kalıntıları içerebilirler. Bunu önlemek için ekip, karbon nano tüplerinin hizalandığı ve ayrıldığı lyotropik sıvı kristal destekli yüzey doku (son) adlı bir prosedür kullanır. Bir temizleme işlemi metalik katalizör kirliliğini ortadan kaldırır.
Avantajlara rağmen, metalessiz motorlar muhtemelen bu kadar hızlı geçerli olmayacaktır. Karbon nano tüplerinden yapılmış kablolar hala çok pahalıdır. Bir kilogramın maliyeti 375 ila 500 dolar, bir kilogram bakır kablo 10 ila 11 dolar.
Araştırmacılar, yakın gelecekte elektrikli otomobillerin ve elektrik taksilerinin “tamamen CSCEC ile inşa edildiğine” inanıyorlar. Ekip, “CSCEC'lerin düşük yoğunluğu, özellikle esnek elektronik, enerji taşımacılığı, elektrikli araçlarda ve havacılık malzemelerinde çeşitli uygulamalarda enerji verimliliğini artırmak için çok önemli olan tel ağırlığını azaltma potansiyelinin altını çiziyor.”
(WPL)
Ne yazık ki, bu bağlantı artık geçerli değil.
Boşa harcanan eşyalara bağlantılar 7 günden daha büyükse veya çok sık çağrıldıklarında geçersiz hale gelir.
Bu makaleyi okumak için bir Haberler+ paketine ihtiyacınız var. Bir haftayı şimdi yükümlülük altına almadan test edin – yükümlülük olmadan!