Принципиально новый электромотор не использует катушки из медной проволоки

Команда исследователей из корейского научного центра KIST совершила прорыв в материаловедении, представив принципиально новый тип электропроводящих кабелей на основе нанотрубок из углерода. Технология лиотропного жидкокристаллического поверхностного текстурирования позволила создать композитные провода с сердцевиной и оболочкой, способные стать полноценной заменой традиционным медным и алюминиевым проводникам.

Первые экспериментальные образцы таких проводов уже демонстрируют впечатляющие характеристики. При толщине всего 0,3 миллиметра с учетом изоляции они имеют сердечник и оболочку толщиной 256 и 10 микрон соответственно и способны питать полноценные электродвигатели.

Ключевым достижением стало применение технологии, которая решает две основные проблемы: обеспечивает идеальную ориентацию нанотрубок и удаляет примеси металлических катализаторов. За счет этого проводимость повышается на 130 % по сравнению с обычными материалами, сохраняя при этом исключительную легкость и долговечность конструкции. В перспективе это поможет достичь радикального снижения веса электрооборудования. В традиционных электромоторах медные обмотки составляют до 25 % массы. Замена их на наноуглеродные провода может уменьшить вес силовой установки Tesla Model S примерно на 16 кг.

Особенно перспективно применение технологии выглядит в аэрокосмической отрасли и электрическом авиатранспорте. Например, в воздушном такси Joby замена медной проводки могла бы сэкономить до 227 кг веса. Однако, несмотря на впечатляющие результаты, технология пока имеет несколько существенных ограничений. Это значительная стоимость изготовления, необходимость полного перепроектирования электросистем и сравнительно невысокая по сравнению с медными проводниками проводимость. Ученые уверены, что дальнейшая оптимизация технологии откроет путь к созданию нового поколения сверхлегкого и энергоэффективного электрического оборудования.