Investigadores do Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia (KIST) criaram um motor elétrico inovador, que dispensa bobinas de cobre ou alumínio, graças ao uso de nanotubos de carbono (CNT) e uma nova tecnologia de cabeamento chamada cabos elétricos compostos núcleo-casca (CSCEC).
Esses cabos, com apenas 0,3 mm de espessura, incluindo o isolamento, são leves e flexíveis, com o potencial de substituir completamente o cobre em pequenos motores elétricos.
Como funciona a tecnologia
O processo Lyotropic Liquid Crystal-Assisted Surface Texturing (LAST) permite:
- Organizar os nanotubos de carbono de forma eficiente.
- Eliminar impurezas metálicas sem destruir a estrutura unidimensional.
- Incrementar a condutividade elétrica em 130%, reduzindo o peso do motor.
Esse desenvolvimento permitiu fabricar um motor funcional sem cobre, capaz de alimentar um carro de brinquedo com 2-3V e 3,5W de potência, demonstrando sua viabilidade como prova de conceito.
Impacto na mobilidade elétrica
Atualmente, um Tesla Model S tem um motor dianteiro de 31,8 kg e um motor traseiro de 36,3 kg, dos quais aproximadamente 25% corresponde ao cobre.
Se forem incorporados cabos CSCEC, o peso total dos motores poderia ser reduzido de 68 kg para 52,2 kg, otimizando a eficiência energética.
A redução do peso do motor resultaria em: menor inércia rotacional e melhor aceleração. Redução de perdas mecânicas, sistemas de refrigeração mais compactos e maior autonomia de bateria.
Desafios pendentes para sua implementação
Apesar dos avanços, ainda existem limitações técnicas e econômicas que devem ser abordadas:
- Menor condutividade elétrica dos nanotubos de carbono (7,7 MS/m em comparação com 59 MS/m do cobre).
- Custo elevado de fabricação dos cabos CSCEC (375-500 USD/kg em comparação com 10-11 USD/kg do cobre).
- Redesenho completo de motores e sistemas elétricos, necessário para integrar essa tecnologia.
- Processo de fabricação intensivo em energia, que ainda utiliza produtos químicos agressivos como ácido clorossulfônico.
Potencial ecológico e futuro do desenvolvimento
Embora enfrente desafios, essa tecnologia promete importantes benefícios ambientais:
- Menor dependência do cobre e alumínio, reduzindo os impactos da mineração.
- Motores mais leves, otimizando o consumo energético em veículos elétricos, drones e eVTOLs.
- Redução na demanda de baterias, prolongando sua vida útil e reduzindo o uso de materiais críticos.
- Flexibilidade no design de sistemas elétricos, melhorando a arquitetura dos motores.
- Potencial de produção limpa de CNT, fundamental para tornar essa inovação uma solução escalável.
Uma revolução na mobilidade elétrica e na eficiência energética
O uso de nanotubos de carbono em motores elétricos pode transformar o design e o desempenho de sistemas de transporte, reduzindo a pegada ambiental e melhorando a eficiência energética.
Se os cientistas conseguirem superar as barreiras de condutividade, custos e fabricação, essa tecnologia poderia se tornar um pilar da mobilidade sustentável nos próximos anos.
