Científicos del Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL, por sus siglas en inglés) en Estados Unidos, crearon un material compuesto de nanotubos de cobre y carbono con propiedades excepcionales. El nuevo material se puede escalar para su uso en motores de tracción de vehículos eléctricos ultraeficientes y de alta potencia.

Para producir este material conductor, los investigadores depositaron y alinearon nanotubos de carbono sobre sustratos planos de cobre, creando un nuevo compuesto de matriz metálica. El resultado es un material más liviano, con mejor capacidad de manejo de corriente y propiedades mecánicas que el cobre puro.

El proyecto busca reducir las barreras que permitan una adopción más amplia de vehículos eléctricos. Estos avances permitirán reducir costos, mejorar el rendimiento y alargar la vida útil de componentes como motores eléctricos y electrónica de potencia.

Burak Ozpineci, gerente del Programa ORNL Electric Drive Technologies y líder del grupo Power Electronics and Electric Machinery senaló que «para cumplir con los objetivos y metas de vehículos eléctricos para 2025 de la Oficina de Tecnologías de Vehículos del DOE, necesitamos aumentar la densidad de potencia del propulsor eléctrico y reducir el volumen de los motores en 8 veces, y eso significa mejorar las propiedades del material«.

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Nanotubos de carbono para mejorar la conductividad y el rendimiento mecánico

El uso de nanotubos de carbono para mejorar la conductividad y el rendimiento mecánico en materiales conductores, es una área de investigación de larga data a nivel mundial. Sin embargo, los materiales compuestos logrados hasta ahora, han dado como resultado longitudes de material muy cortas y una escalabilidad limitada, o longitudes más largas con un rendimiento deficiente.

Este nuevo material, creado con la técnica de eletrohilado, alcanzó un 14% más de capacidad de corriente y propiedades mecánicas mejoradas hasta un 20% en comparación con el cobre puro. El material se puede implementar en cualquier componente que utilice cobre, incluidas barras colectoras más eficientes y conectores más pequeños para inversores de tracción de vehículos eléctricos, así como para aplicaciones como sistemas de carga inalámbricos y por cable.

El Laboratorio Nacional de Oak Ridge tiene una larga trayectoria de investigación en superconductividad, produciendo nuevos materiales superiores para conducir electricidad con baja resistencia. La tecnología de cables superconductores desarrollada por este laboratorio ya se autorizó a varios proveedores del sector industrial, para usos como la transmisión eléctrica de alta capacidad con pérdidas de energía mínimas.

superconductor, nanotubos