Los motores eléctricos alimentan una gama de tecnologÃas, incluyendo barcos, aviones, turbinas eólicas y vehÃculos eléctricos.
Sin embargo, estos motores se fabrican tÃpicamente con materiales raros de la Tierra, que presentan numerosos desafÃos ambientales y económicos.
Las tierras raras son recursos limitados, y sus procesos mineros pueden causar una contaminación ambiental significativa.
Además, el suministro mundial de estos materiales está controlado en gran medida por unos pocos paÃses, lo que los hace costosos de extraer y vulnerables a las interrupciones de la cadena de suministro.
Para abordar estos temas, un equipo de la Universidad Texas A&M, dirigido por el Dr. Hamid Toliyat, profesor del Departamento de IngenierÃa Eléctica e Informática, junto con Mehdi Seyedi, estudiante de doctorado en ingenierÃa eléctrica, y Dr. Dorsa Talebi, investigadora postdoctoral, está desarrollando un motor que no depende de materiales raros de la Tierra.
Motores eléctricos de alta potencia
Su objetivo es crear un motor eléctrico rentable, compacto, eficiente y sostenible que elimine la necesidad de tierras raras y reduzca la dependencia de los mercados extranjeros.
Dr. Talebi señala, "Hay muchos procesos de minerÃa poco éticos para extraer materiales de tierras raras, que también son muy intensivos en energÃa. Si bien hay proyectos globales dirigidos a la extracción de tierras raras de manera más sostenible, existe una regulación inadecuada. Para satisfacer las demandas de las industrias en crecimiento, necesitamos una alternativa. Nuestro motor aborda esta necesidad al no requerir tierras raras.
Para su proyecto de dos años titulado "Advancing Electric Vehicle Propulsion: High Power Rare-Earth-Free Electric Motor Development", el equipo pretende reemplazar componentes raros de la Tierra, como imanes de neodimio, con materiales abundantes y respetuosos con el medio ambiente como el cobre.
El uso de bobinas de cobre en lugar de materiales raros de la Tierra en la parte girativa del motor es mucho más accesible, declaró Talebi.
También se espera que sea más barato ya que evita el costo de los materiales de tierras raras y los imanes permanentes necesarios para la propulsión del vehÃculo. Al eliminar las tierras raras de la cadena de suministro, reducimos nuestra dependencia de los paÃses extranjeros, y el cobre es más sostenible ya que está fácilmente disponible.
El equipo ha realizado simulaciones para validar su concepto y ha creado un prototipo para demostrar la viabilidad de su motor.
Están trabajando para asegurar que su rendimiento de motor coince con el de los motores raros actuales de la Tierra utilizados en vehÃculos eléctricos e hÃbridos mientras permanecen competitivos con otras alternativas raras libres de tierras.
Usando cobre
Dr. Toliyat explicó, En términos de la relación de potencia a peso, nuestra tecnologÃa es comparable a la que los motores utilizan materiales de tierras raras.
Seyedi añadido, muchos fabricantes de automóviles ya se están alejando de materiales de tierras raras y desarrollando motores sin tierras raras. Sin embargo, sus opciones son limitadas y vienen con desafÃos significativos. Esperamos que nuestro enfoque resuelva la mayorÃa de estas cuestiones, ofreciendo una solución rentable y eficiente.
El equipo recibió casi $500,000 de un premio Tipo 2 como parte del programa de los Premios de Innovación de Discovery to Market (ADM) de la Universidad de Texas A&M, que se centra en proyectos que se acercan a la preparación del mercado.
En última instancia, el equipo pretende comercializar su motor y establecer su propia empresa, holding emitido patentes estadounidenses y solicitudes de patentes estadounidenses pendientes para su innovación.
Esta innovación podrÃa afectar significativamente a la industria del automóvil, Dr. Talebi comentó, y también se puede extender a las turbinas eólicas, soluciones de energÃa renovable y sistemas de transporte.
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