Motor elétrico sem cobre do KIST usa nanotubos de carbono

O cobre está entre os materiais mais importantes na composição de motores elétricos - mas a ideia de construir um motor elétrico sem cobre pode mudar completamente esse padrão. Essa possibilidade, que parecia distante, acaba de avançar de forma significativa.

Motor elétrico sem cobre do KIST: nanotubos de carbono no lugar de bobinas

Pesquisadores do KIST (Korea Institute of Science and Technology) desenvolveram um protótipo de motor elétrico sem cobre no qual as bobinas metálicas tradicionais são substituídas por um conjunto de fiações produzidas com nanotubos de carbono.

A proposta tem potencial para deixar componentes essenciais, como motores elétricos, bem mais leves e, ao mesmo tempo, reduzir de maneira expressiva as emissões ligadas à fabricação de motores usados em carros elétricos.

Desempenho do protótipo: rotações e teste em carro em escala

Para demonstrar que a abordagem é viável, o KIST realizou experimentos com um carrinho em escala equipado com um protótipo desse motor elétrico sem cobre. Nos testes, o motor alcançou 3420 rpm a 3 Volts - um valor modesto quando comparado às 18 120 rpm obtidas por um motor elétrico equivalente feito com cobre.

No ensaio em movimento, o modelo em escala percorreu 10 metros em 25s, alimentado por uma bateria de 3 V. O número pode parecer baixo à primeira vista, mas está alinhado com a meta do projeto: comprovar que existe uma alternativa funcional ao cobre, com menor peso.

A redução de massa aparece como um dos ganhos mais relevantes. A densidade dos fios de nanotubos fica em torno de 1,7 g/cm³, enquanto a do cobre chega a 8,9 g/cm³. Embora a condutividade elétrica absoluta seja menor - 7,7 milhões de S/m (Siemens por metro) contra ~59 milhões S/m do cobre -, o desempenho específico por massa fica em patamares semelhantes. Em veículos elétricos, onde cada grama conta, isso pode fazer diferença.

Por que pode mudar tudo

Além do peso mais baixo, outro ponto forte dessa solução está na sustentabilidade. A fabricação demanda menos metais e as fibras de nanotubos podem ser recicladas com perda quase nula de propriedades, o que tende a diminuir as emissões associadas à produção.

Ainda assim, há desafios consideráveis pela frente: produzir cabos longos e uniformes, melhorar a resistência de contato entre fibras (as junções entre filamentos provocam perdas elétricas que reduzem a eficiência geral do sistema) e adequar a tecnologia às normas de segurança e de resfriamento. E, naturalmente, os custos ainda são altos.

Mesmo com essas limitações, o potencial é evidente. Se os custos caírem e a confiabilidade se confirmar, essa tecnologia de motor elétrico sem cobre pode deixar de ser apenas um experimento de laboratório e passar a transformar a mobilidade elétrica com uma solução mais leve, eficiente e sustentável - sem necessariamente ficar restrita ao setor automotivo.