Silniki elektryczne są kluczowe w rozwoju wielu technologii, od pojazdów elektrycznych po turbiny wiatrowe. Tradycyjnie jednak w ich konstrukcji wykorzystywane są pierwiastki ziem rzadkich, takie jak neodym, które nie dość, że są drogie, to ich wydobycie prowadzi do dużych zanieczyszczeń środowiska. Ponadto, wydobycie pierwiastków ziem rzadkich jest zdominowana przez kilka krajów, co czyni ten surowiec podatnym na zakłócenia w łańcuchu dostaw, a tym samym na wzrost cen.
Czytaj też: Pierwiastki ziem rzadkich skrywają się w starych kopalniach węgla. Poszukiwania czas zacząć
Aby rozwiązać te problemy, zespół badawczy z Texas A&M University pod kierunkiem dr Hamida Toliyata, opracował nową koncepcję silnika elektrycznego, który nie wykorzystuje materiałów ziem rzadkich. Jak to możliwe?
Dr Dorsa Talebi z Texas A&M University mówi:
Istnieje wiele nieetycznych procesów wydobywania surowców ziem rzadkich, które są także bardzo energochłonne. Nasz silnik odpowiada na tę potrzebę, eliminując konieczność wykorzystywania tych materiałów.
Silniki elektryczne bez pierwiastków ziem rzadkich – to możliwe
Miedź, stosowana w postaci cewek w ruchomej części silnika, okazuje się być tańszą i bardziej dostępną alternatywą, która w dodatku wykazuje podobną wydajność w stosunku do masy do silników opartych na pierwiastkach ziem rzadkich. W przeciwieństwie do trudnych do pozyskania i kosztownych materiałów, miedź jest nie tylko tańsza, ale również bardziej ekologiczna, gdyż jej wydobycie jest mniej szkodliwe dla środowiska.
Uczeni przeprowadzili już szereg symulacji oraz stworzyli prototyp silnika, który ma na celu zastąpienie dotychczasowych jednostek napędowych stosowanych w pojazdach elektrycznych (EV). Prace nad jego optymalizacją, aby osiągnąć parametry porównywalne do silników z pierwiastkami ziem rzadkich, są w toku.
Wiele firm motoryzacyjnych już teraz szuka alternatyw dla pierwiastków ziem rzadkich. Ale dostępne opcje są ograniczone i wiążą się z wieloma wyzwaniami. Podejście naukowców z Texas A&M University rozwiązuje większość z nich, zarówno od strony ekonomicznej, jak i technicznej.
Projekt, który uzyskał finansowanie w wysokości niemal pół miliona dolarów, ma na celu nie tylko stworzenie nowoczesnego silnika elektrycznego, ale także jego komercjalizację. Zespół planuje założenie własnej firmy, a także dysponuje patentami na swoje rozwiązania.
Dr Dorsa Talebi podsumowuje:
Ta innowacja może mieć ogromny wpływ na przemysł motoryzacyjny i może być również zastosowana w turbinach wiatrowych czy w systemach transportu publicznego.