Мощные электродвигатели будут работать без обязательных элементов: что придумали ученые

Группа ученых из Техасского университета A&M (США) разрабатывает двигатель, в котором не используются редкоземельные материалы. Об этом пишет Interesting Engineering.

Электродвигатели используются в различных технологиях, включая корабли, самолеты, ветряные турбины и электромобили. Однако эти двигатели обычно изготавливаются из редкоземельных материалов, что создает многочисленные экологические и экономические проблемы. Редкоземельные металлы являются ограниченными ресурсами, и процессы их добычи могут привести к значительному загрязнению окружающей среды. Кроме того, мировые поставки этих материалов в значительной степени контролируются несколькими странами, что делает их добычу дорогостоящей и уязвимой к сбоям в цепочке поставок.

Для решения этих проблем группа ученых Техасского университета A&M решили разработать инновационное решение.

Электродвигатели большой мощности

Они стремятся создать экономичный, компактный, эффективный и экологичный электродвигатель, который устраняет необходимость в редкоземельных элементах и ​​снижает зависимость от внешних рынков.

Существует множество неэтичных процессов добычи редкоземельных материалов, которые к тому же очень энергоемки. Хотя существуют глобальные проекты, направленные на более устойчивую добычу редкоземельных металлов, регулирование неадекватно. Чтобы удовлетворить потребности растущих отраслей, нужна альтернатива. Новый двигатель удовлетворяет эту потребность, не требуя редкоземельных металлов.

В рамках своего двухлетнего проекта под названием "Усовершенствование электромобилей: разработка мощного электродвигателя без редкоземельных элементов" команда намерена заменить редкоземельные компоненты, такие как неодимовые магниты, распространенными и экологически чистыми материалами, такими как медь.

"Использование медных катушек вместо редкоземельных материалов во вращающейся части двигателя гораздо более доступно", — заявили ученые.

Ожидается также, что двигатель будет дешевле обходится в производстве, поскольку новая технология позволит избежать затрат на редкоземельные материалы и постоянные магниты, необходимые для движения транспортных средств. Убирая редкоземельные элементы из цепочки поставок, ученые уменьшают зависимость от зарубежных стран, а медь более устойчива, поскольку она легко доступна.

Команда провела моделирование для проверки своей концепции и создала прототип, демонстрирующий осуществимость своего двигателя. Они работают над тем, чтобы производительность их двигателя соответствовала производительности современных двигателей на редкоземельных элементах, используемых в электромобилях и гибридных автомобилях, оставаясь при этом конкурентоспособной по сравнению с другими альтернативами, не содержащими редкоземельных элементов.

Использование меди

Многие производители автомобилей уже отходят от редкоземельных материалов и разрабатывают двигатели без редкоземельных элементов. Однако их возможности ограничены и сопряжены со значительными проблемами. Исследователи надеются, что их подход решит большинство этих проблем, предложив экономически эффективное и действенное решение.

Команда получила около 500 000 долларов США в рамках премии второго типа в рамках программы инновационных премий "Продвижение открытий на рынок" (ADM) Техасского университета A&M, которая фокусируется на проектах, приближающихся к готовности к выходу на рынок. Они намерены коммерциализировать свой двигатель и создать собственную компанию, имеющую выданные патенты США и ожидающую подачи заявок на патенты США на свое нововведение.

"Эта инновация может оказать существенное влияние на автомобильную промышленность", — отметили разработчики, — "и ее также можно распространить на ветряные турбины, решения в области возобновляемой энергии и транспортные системы".

Ранее мы писали о том, что в NASA будут испытывать литий-ионные аккумуляторы на прочность. В будущем агентство оснастит самыми удароустойчивыми батареями свои транспортные средства вертикального взлета и посадки.