Neue Verbundwerkstoffe können in hocheffizienten Motoren eingesetzt werden

Laut der offiziellen Website des Oak Ridge National Laboratory haben Wissenschaftler eine neue Technik verwendet, um einen 10 cm langen und 4 cm breiten Kupfer / Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Verbundwerkstoff herzustellen. Dieses Material kann die aktuelle Kapazität von Kupferdraht erhöhen und skaliert werden. Es ist ein neues Material für hocheffiziente Motoren mit hoher Leistungsdichte.

Es wird berichtet, dass Kohlenstoffnanoröhren ein geringes Gewicht, eine starke Festigkeit und eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Das Hinzufügen zu einer Kupfermatrix zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit und der mechanischen Eigenschaften ist keine neue Idee. In früheren Studien war die Länge des Verbundmaterials jedoch sehr kurz, nur im Mikrometer- oder Millimeterbereich, begrenzte Skalierbarkeit oder lange Länge, aber schlechte Leistung.

In dieser Studie haben die Wissenschaftler Kohlenstoffnanoröhren auf flachen Kupfersubstraten abgeschieden und ausgerichtet, was zu einem Verbundwerkstoff auf Metallbasis mit besserer Stromhandhabung und besseren mechanischen Eigenschaften als Kupfer allein führte. Anschließend beschichteten die Forscher die Oberseite der Nanoröhren mit einem Kupferfilm unter Verwendung von Magnetron Sputtern, eine Vakuumbeschichtungstechnik, und Tempern der Proben in einem Vakuumofen, um eine dichte, gleichmäßige Kupferschicht zu bilden, was zu einem hochleitenden Kupfer / Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Netzwerk führt.

Die Ergebnisse zeigten, dass die Stromkapazität und die mechanischen Eigenschaften des Verbundwerkstoffs um 14% bzw. 20% zunahmen.

Die Studie zielt darauf ab, den weit verbreiteten Einsatz von Elektrofahrzeugen zu fördern, z. B. die Kosten zu senken und die Leistung und Lebensdauer von Elektromotoren und elektronischen Bauteilen zu verbessern oder zu verlängern. Das Material kann in jedem Bauteil verwendet werden, das Kupfer verwendet, einschließlich effizienterer Sammelschienen und kleinerer Steckverbinder für Traktionswechselrichter für Elektrofahrzeuge sowie drahtlose und kabelgebundene Ladesysteme.