Révolution dans les moteurs électriques : un prototype fonctionne sans bobines métalliques

Radical electric motor runs without metal coils

Révolution dans les moteurs électriques : un prototype fonctionne sans bobines métalliques

Des scientifiques de l'Institut coréen des sciences et technologies (KIST) ont développé une nouvelle technologie de câblage électrique révolutionnaire à base de nanotubes de carbone (CNT), éliminant totalement le besoin de cuivre ou d'aluminium. Grâce à un procédé innovant appelé Lyotropic Liquid Crystal-Assisted Surface Texturing (LAST), ils ont créé des câbles composites noyau-gaine (CSCEC) légers, flexibles et hautement conducteurs. Ces câbles, d'une épaisseur de seulement 0,3 mm, ont déjà permis d'alimenter un petit moteur électrique pour voiture miniature, marquant une avancée majeure dans le domaine des moteurs sans métal.

Le Dr Dae-Yoon Kim du KIST explique que cette percée repose sur l'alignement précis des nanotubes de carbone via le procédé LAST, qui élimine également les impuretés métalliques tout en préservant la structure nanostructurée essentielle des CNT. Résultat : une conductivité améliorée de 130%, un poids considérablement réduit et des performances stables dans le temps.

Les implications potentielles sont immenses, notamment pour les véhicules électriques. Par exemple, les moteurs d'une Tesla Model S pourraient voir leur poids réduit de 25%, passant de 68 kg à environ 52 kg grâce à cette technologie. Cette réduction de masse entraînerait une cascade de bénéfices : meilleure réponse à l'accélération, couple plus efficace et autonomie prolongée.

Cependant, des défis subsistent. La conductivité des CNT reste inférieure à celle du cuivre (7,7 contre 59 MS/m), et leur coût de production est prohibitif (375-500$/kg contre 10-11$/kg pour le cuivre). De plus, leur fabrication génère des sous-produits toxiques, posant des questions environnementales. Malgré ces obstacles, les chercheurs estiment que des optimisations futures pourraient rapprocher les performances des CNT de celles du cuivre, ouvrant la voie à une nouvelle ère pour les moteurs électriques et les systèmes de câblage en général.

Động cơ điện đột phá: Vận hành không cần cuộn dây kim loại

Các nhà khoa học tại Viện Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc (KIST) đã phát triển thành công loại dây dẫn mới làm từ ống nano carbon (CNT), loại bỏ hoàn toàn sự phụ thuộc vào đồng và nhôm. Bằng quy trình LAST (Lyotropic Liquid Crystal-Assisted Surface Texturing), họ tạo ra cáp điện composite lõi-vỏ (CSCEC) với ưu điểm dẫn điện tốt, dẻo dai và đặc biệt nhẹ - chỉ 0,3mm bao gồm cả lớp cách điện. Công nghệ này đã được ứng dụng thực tế để cấp nguồn cho động cơ mô hình xe hơi, đánh dấu bước tiến quan trọng trong lĩnh vực động cơ không kim loại.

Tiến sĩ Dae-Yoon Kim cho biết bí quyết nằm ở khả năng sắp xếp các ống nano carbon đồng đều nhờ tinh thể lỏng lyotropic, đồng thời loại bỏ tạp chất xúc tác kim loại mà vẫn giữ nguyên cấu trúc nano đặc trưng. Quy trình này giúp tăng 130% độ dẫn điện, giảm đáng kể trọng lượng và duy trì ổn định hiệu suất theo thời gian.

Ứng dụng tiềm năng nhất là trong ngành xe điện. Ví dụ, động cơ Tesla Model S có thể giảm 25% trọng lượng (từ 68kg xuống còn 52kg) nếu thay thế dây đồng bằng CSCEC. Khối lượng nhẹ hơn mang lại hàng loạt lợi ích: tăng tốc nhanh hơn, mô-men hiệu quả hơn, giảm tổn thất cơ học và kéo dài quãng đường di chuyển.

Tuy nhiên, vẫn tồn tại những hạn chế. Độ dẫn điện của CNT (7.7 MS/m) thua xa đồng (59 MS/m), và chi phí sản xuất đắt gấp 35-50 lần (375-500$/kg so với 10-11$/kg). Quy trình sản xuất cũng phát sinh axit clohydric, đặt ra vấn đề môi trường. Dù vậy, các nhà nghiên cứu tin rằng việc tối ưu hóa lớp vỏ polymer hay cải thiện độ thẳng hàng của CNT có thể thu hẹp khoảng cách hiệu suất với đồng, mở ra tương lai mới cho ngành công nghiệp động cơ điện và hệ thống dây dẫn.