Científicos construyen el primer motor eléctrico sin ningún tipo de metal
Un motor sin metales que funciona con nanotubos de carbono y que es más ligero, eficiente y prometedor que un motor típico, destinado para coches eléctricos y aeronaves.
Un grupo de científicos del Instituto Coreano de Ciencia y Tecnología (KIST) ha construido el primer motor eléctrico sin metales, capaz de mover un coche de juguete a medio metro por segundo. Lo más sorprendente es que este avance no solo reduce el peso del motor drásticamente, sino que logra hacerlo sin perder eficiencia.
Esta innovación se basa en el uso de nanotubos de carbono, materiales ultraligeros con una excelente conductividad, y promete revolucionar sectores como el transporte eléctrico, los drones e incluso la exploración espacial.
La clave de este motor reside en superar un viejo desafío, que son las impurezas metálicas que se acumulan en los nanotubos durante su fabricación. Estas partículas interfieren con su capacidad de conducción eléctrica, haciéndolos inadecuados para motores de alto rendimiento.
Sin embargo, los investigadores han desarrollado un nuevo método de limpieza molecular que elimina estas impurezas sin dañar la estructura de carbono, lo que permite utilizar los nanotubos como bobinas conductoras sin necesidad de cobre ni otros metales pesados.
Cristales líquidos para limpiar nanotubos de carbono
Inspirándose en la tecnología de pantallas LCD, los científicos idearon un proceso llamado LAST (Liotropic Acid-assisted Surface Texturing), que aprovecha las propiedades de los cristales líquidos. Disuelven los nanotubos en ácido clorosulfónico, alineándolos en patrones ordenados, según Science Blog.
Luego, al añadir agua, se genera ácido clorhídrico que elimina químicamente los restos metálicos, dejando los tubos limpios y listos para conducir electricidad con alta eficiencia.
Este método no solo es más preciso que los intentos anteriores, sino que evita dañar los nanotubos, lo que permite conservar su estructura hexagonal y sus propiedades únicas. Gracias a esto, lograron una conductividad de 7,7 megasiemens por metro, lo bastante cercana a la del cobre como para competir en rendimiento.
Esto es importante, porque en el diseño de cualquier coche eléctrico, cada gramo cuenta. El cobre, aunque excelente conductor, es muy pesado. Los nanotubos de carbono tienen una densidad casi cinco veces menor, lo que puede reducir el peso del motor en más del 80 %. Y en campos como la aviación o la exploración espacial, ese ahorro puede marcar la diferencia entre éxito y fracaso.
El equipo de KIST no se quedó solo con pruebas de laboratorio. Montaron su motor en un coche de juguete y lo probaron en pista, recorriendo 10 metros en apenas 25 segundos.
Aunque todavía no alcanza las velocidades de los motores de cobre, la diferencia es mínima si se tiene en cuenta la impresionante reducción de peso, ya que, los cables del motor de nanotubos pesan 78 miligramos frente a los 379 miligramos del modelo con cobre.
Aplicaciones futuras de los materiales aeroespaciales: del laboratorio al espacio exterior
Este primer motor eléctrico sin metal es solo el comienzo, porque puede utilizarse para drones más ligeros, coches eléctricos con mayor autonomía, robots más ágiles e incluso naves espaciales más eficientes.
El doctor Dae-Yoon Kim, líder del proyecto, cree que: "Basándonos en la innovación de los materiales de nanotubos de carbono (CNT), lideraremos la localización de materiales como materiales conductores para baterías, películas para semiconductores y cables para robots".
Por ahora, el motor sigue en fase de desarrollo, y hay margen de mejora en rendimiento y durabilidad. Pero ya es una prueba de concepto sólida. Los investigadores planean seguir optimizando los nanotubos y desarrollar nuevos diseños de motor adaptados a este material, lo que podría llevar a una próxima generación de motores eléctricos sin una sola gota de metal.