Investigadores del Instituto Coreano de Ciencia y Tecnología (KIST) han creado un motor eléctrico innovador, que prescinde de bobinas de cobre o aluminio, gracias al empleo de nanotubos de carbono (CNT) y una nueva tecnología de cableado denominada cables eléctricos compuestos núcleo-vaina (CSCEC).
Estos cables, de solo 0,3 mm de grosor, incluyendo el aislamiento, son ligeros y flexibles, con el potencial de sustituir completamente el cobre en pequeños motores eléctricos.
Cómo funciona la tecnología
El proceso Lyotropic Liquid Crystal-Assisted Surface Texturing (LAST) permite:
- Organizar los nanotubos de carbono de manera eficiente.
- Eliminar impurezas metálicas sin destruir la estructura unidimensional.
- Incrementar la conductividad eléctrica un 130%, reduciendo el peso del motor.
Este desarrollo permitió fabricar un motor funcional sin cobre, capaz de alimentar un auto de juguete con 2-3V y 3,5W de potencia, demostrando su viabilidad como prueba de concepto.
Impacto en la movilidad eléctrica
Actualmente, un Tesla Model S tiene un motor delantero de 31,8 kg y un motor trasero de 36,3 kg, de los cuales aproximadamente 25% corresponde a cobre.
Si se incorporaran cables CSCEC, el peso total de los motores podría reducirse de 68 kg a 52,2 kg, optimizando la eficiencia energética.
La disminución del peso del motor supondría: menor inercia rotacional y mejor aceleración. Reducción de pérdidas mecánicas, sistemas de refrigeración más compactos y mayor autonomía de batería.
Desafíos pendientes para su implementación
A pesar de los avances, aún existen limitaciones técnicas y económicas que deben abordarse:
- Menor conductividad eléctrica de los nanotubos de carbono (7,7 MS/m frente a 59 MS/m del cobre).
- Costo elevado de fabricación de los cables CSCEC (375-500 USD/kg frente a 10-11 USD/kg del cobre).
- Rediseño completo de motores y sistemas eléctricos, necesario para integrar esta tecnología.
- Proceso de fabricación intensivo en energía, que aún utiliza químicos agresivos como ácido clorosulfónico.
Potencial ecológico y futuro del desarrollo
Aunque enfrenta desafíos, esta tecnología promete importantes beneficios ambientales:
- Menor dependencia del cobre y aluminio, reduciendo los impactos de la minería.
- Motores más ligeros, optimizando el consumo energético en vehículos eléctricos, drones y eVTOLs.
- Disminución en la demanda de baterías, prolongando su vida útil y reduciendo el uso de materiales críticos.
- Flexibilidad en el diseño de sistemas eléctricos, mejorando la arquitectura de los motores.
- Potencial de producción limpia de CNT, clave para convertir esta innovación en una solución escalable.
Una revolución en la movilidad eléctrica y la eficiencia energética
El uso de nanotubos de carbono en motores eléctricos podría transformar el diseño y rendimiento de sistemas de transporte, reduciendo la huella ambiental y mejorando la eficiencia energética.
Si los científicos logran superar las barreras de conductividad, costos y fabricación, esta tecnología podría convertirse en un pilar de la movilidad sustentable en los próximos años.
