بهبود عملکرد وسایل نقلیه الکتریکی با کشف ماده ترکیبی جدید

محققان آمریکایی، ماده ترکیبی جدیدی ابداع کرده اند که میتواند به بهبود عملکرد وسایل نقلیه الکتریکی کمک کند.

به گزارش ایسنا به نقل از فیز، دانشمندان "آزمایشگاه ملی اوک ریج" (ORNL)، با استفاده از روش های جدید توانسته اند یک ماده ترکیبی ابداع کنند که ظرفیت جریان الکتریکی را در سیم های مسی افزایش می دهد و میتوان آنرا در موتورهای وسایل نقلیه الکتریکی بکار برد.

هدف از این پژوهش، کاهش موانعی است که بر سر راه استفاده از وسایل نقلیه الکتریکی قرار دارند. این پژوهش میتواند هزینه مالک خودرو را کاهش دهد و عملکرد تجهیزات خودرو را بهبود ببخشد. این ماده را میتوان در هر مؤلفه ای که در آن مس بکار رفته است، مورد استفاده قرار داد.

محققان برای ساخت یک ماده رسانای سبک تر با عملکرد بهتر، نانولوله های کربنی را روی لایه های مسی قرار دادند و یک ماده ترکیبی با ماتریس فلزی ابداع کردند که نسبت به مس، ظرفیت بهتری برای جریان الکتریسیته و ویژگی های مکانیکی دارد.

ادغام نانولوله های کربنی در ماتریس مسی برای بهبود رسانایی و عملکرد مکانیکی، ایده جدیدی نیست. نانولوله های کربنی بخاطر سبک بودن، قدرت فوق العاده و رسانایی، انتخابی عالی هستند ولی تلاش های پژوهشگران دیگر، به ابداع موادی منجر شد که طول آنها کم است و تنها به چند میکرومتر یا میلی متر می رسد؛ در نتیجه امکان مقیاس بندی محدودی دارند و عملکرد آن ها نیز ضعیف است.

محققان تصمیم گرفتند تا آزمایش خود را با بکار بردن فرآیند "الکتروریسی" (Electrospinning) روی نانولوله های کربنی انجام دهند. این فرآیند، امکان کنترل ساختار و جهت مواد رسوب کرده را فراهم می کند و به دانشمندان امکان می دهد تا یک جهت را با موفقیت مشخص کنند و جریان الکتریسیته را ارتقا دهند.

دانشمندان با استفاده از این روش، یک ترکیب متشکل از مس و نانولوله کربنی ابداع کنند که طول آن ۱۰ سانتیمتر و پهنای آن چهار سانتیمتر است و ویژگی های مطلوب را دارد. این گروه پژوهشی، ویژگی های ریزساختاری ماده جدید خود را با استفاده از تجهیزات آزمایشگاه ملی اوک ریج بررسی کردند و متوجه شدند که ظرفیت جریان الکتریسیته در این ماده ترکیبی، ۱۴ درصد و ویژگی های مکانیکی آن ۲۰ درصد بیشتر از مس خالص است.

"تولگا آیتوگ" (Tolga Aytug)، محقق ارشد این پروژه اظهار‌کرد: هدف ما این است که با ادغام ویژگی های نانولوله های کربنی و ماتریس مسی، ماده ای با قدرت مکانیکی، وزن کم تر و ظرفیت الکتریکی بالاتر ارائه دهیم. بدین ترتیب، یک ماده رسانا خواهیم داشت که نیروی کمتری را از دست می دهد و به افزایش کارآیی و عملکرد وسیله نقلیه کمک می کند.

این پژوهش، در مجله "ACS Applied Nano Materials" به چاپ رسید.