Bakır bobinsiz elektrik motoru

KIST’in geliştirdiği kablolar LAST (Lyotropic Liquid Crystal-Assisted Surface Texturing) adı verilen özel bir üretim süreciyle oluşturuluyor. Bu süreçte, sıvı kristaller kullanılarak karbon nanotüpler hizalanıyor, metal kalıntıları temizleniyor ve CNT’lerin tek boyutlu yapısı korunuyor. Sonuç ise: Yüksek iletkenliğe sahip, süper hafif, esnek ve sadece 0.3 mm kalınlığında karbon nanotüp kablolar.

Araştırmacılar, bu yeni kablolarla çalışan küçük bir elektrik motoru üretmeyi başardı. Model bir aracı çalıştıracak güçteki bu motor, tamamıyla metal bobinlerden arındırılmıştı.

Potansiyeli büyük

Geleneksel elektrik motorlarının ağırlığının büyük kısmı bakır bobinlerden kaynaklanıyor. Örneğin çift motorlu bir Tesla Model S’in motor ağırlığı yaklaşık 68 kilogram ve bunun yüzde 25’i sadece bakır. KIST’in CNT bazlı kabloları bu ağırlığı 52 kilograma kadar düşürebilir. Bu sayede daha hafif motorlar, daha az dönme direnci, daha iyi gaz tepkisi, daha verimli tork dağılımı ve daha düşük soğutma gereksinimi sağlanabilir.

Ayrıca Bkz.Ön fren lambaları trafik kazalarını önemli ölçüde azaltabilir

Daha da iddialı bir senaryo ise hava taksileri. Örneğin, altı motorlu Joby Aviation’ın eVTOL aracı yaklaşık 100-130 kilogram civarında sadece kablolama ve bobin ağırlığı taşıyor olabilir. Eğer bu sistemlerde CNT kablolar kullanılabilirse, araçtan 200 kilograma yakın bir ağırlık düşüşü sağlanabilir. Bu da daha uzun menzil, daha düşük enerji tüketimi ve daha küçük batarya ihtiyacı anlamına geliyor.

Performans ve maliyet sınavı

Ancak bu teknolojinin yaygınlaşması için aşılması gereken önemli engeller var. CNT kablolar, ham elektrik iletkenliği bakımından bakırın hâlâ oldukça gerisinde. KIST’in motor prototipi 3.420 RPM'ye ulaşabilirken, bakırla çalışan eşdeğeri 18.120 RPM'yi görebiliyor. Ayrıca, karbon nanotüp kabloların üretimi kilogram başına 375 ila 500 dolar arasında değişen yüksek maliyetlere sahip. Bu da bakırın yaklaşık 10 dolarlık fiyatına kıyasla ciddi bir fark yaratıyor.