Động cơ không kim loại đầu tiên trên thế giới có thể tăng cường hiệu suất cho xe điện và tàu vũ trụ

Các nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc (KIST) đã phát triển động cơ điện hoàn chỉnh đầu tiên trên thế giới được làm hoàn toàn không sử dụng thành phần kim loại, thay vào đó sử dụng ống nano carbon (CNT) thay cho cuộn dây đồng truyền thống. Động cơ không kim loại này cho thấy sự tăng 133% về độ dẫn điện và nhẹ hơn 80% so với các động cơ thông thường dựa trên đồng. Sáng kiến này giải quyết một thách thức quan trọng trong lĩnh vực giao thông vận tải—giảm trọng lượng—điều có thể cải thiện đáng kể hiệu suất năng lượng, hiệu suất pin và phạm vi hoạt động của xe điện, drone và tàu vũ trụ. Động cơ đã được thử nghiệm thành công bằng cách vận hành một mô hình xe tỷ lệ trên đường nhựa, đạt tốc độ hơn nửa mét mỗi giây và hoạt động liên tục trong 60 phút dưới các tải trọng khác nhau. Một bước đột phá then chốt giúp phát triển này là kỹ thuật tinh chế mới gọi là quy trình LAST (Lyotropic Liquid Crystal-Assisted Surface Texturing). Phương pháp này loại bỏ tạp chất chất xúc tác kim loại bám trong CNT trong quá trình sản xuất, giảm mức độ ô nhiễm từ 12,7% xuống dưới 0,8%, đồng thời giữ nguyên các đặc tính điện của ống nano. Quá trình này bao gồm hòa tan CNT trong axit chlorosulfonic để tạo trạng thái tinh thể lỏng tự sắp xếp các ống; tiếp xúc với nước sẽ tạo ra axit clohydric giúp loại bỏ tạp chất sắt. Các cáp CNT đã được tinh chế đạt độ dẫn điện 7,7 megasiemens trên mét, tương đương với đồng nhưng chỉ bằng một phần trọng lượng (1,7 g/cm³ so với 8,9 g/cm³ của đồng). Tiến bộ này hứa hẹn sẽ giảm đáng kể trọng lượng động cơ trong nhiều ứng dụng khác nhau mà không làm giảm hiệu suất.