Estudo explora condutor composto de cobre/grafeno de alto desempenho para motores

Um estudo, liderado por Tingting Zuo, foi baseado na ideia de crescimento in-situ, e uma série de compósitos Cu/Gr com interfaces melhoradas foram preparados por sinterização a quente a vácuo. Combinados com processos de trefilação a frio e tratamento térmico, fios compostos com resistência e condutividade elétrica extremamente altas em temperaturas ambiente e elevadas foram obtidos.

Os resultados foram publicados na revista Transações CES em Máquinas e Sistemas Elétricos.

O coeficiente de resistência à temperatura (TCR) dos fios foi drasticamente reduzido para 0,0035/°C, o que faz com que os fios apresentem baixa resistividade em temperaturas mais altas.

Enfrentando os desafios da concretização de motores de veículos elétricos com eficiência energética

Devido às características inerentes, a condutividade do cobre aumentou apenas 3% nos últimos 100 anos. Fios de cobre são difíceis de manter alta resistência em altas temperaturas, e a condutividade diminuiu significativamente. Portanto, desenvolver novos fios de cobre de alto desempenho é uma maneira importante de melhorar o desempenho de motores elétricos e atingir alta eficiência energética em veículos elétricos.

Tingting Zuo disse: “O método de crescimento in situ pode evitar a aglomeração de nanomateriais de carbono, e a formação de óxidos ou carbonetos de terras raras na interface pode efetivamente melhorar a ligação interfacial. A combinação eficaz dos métodos acima e o processamento plástico viável podem resultar em fios compostos de cobre/grafeno de alta qualidade.

O estudo mostra boas vantagens de aplicação em temperaturas maiores que 100°C e abre um novo caminho para a preparação de compósitos de Cu/grafeno de alta temperatura. Ele fornece um método adequado para a produção em massa de condutores compostos de Cu/grafeno de alto desempenho para fios de enrolamento de motor de alta densidade de potência.

Olhando para o futuro, a equipe de pesquisa da Universidade de Energia Elétrica de Xangai e do Instituto de Engenharia Elétrica da Academia Chinesa de Ciências planeja melhorar ainda mais a interface de ligação cobre-carbono, permitindo que os nanomateriais de carbono utilizem totalmente seus efeitos de transferência de corrente e reforço no substrato, a fim de obter fios compostos com resistência e condutividade extremamente altas em temperaturas ambiente e altas.

“Nosso próximo objetivo é otimizar nossos parâmetros de processo e racionalizar o design de nossos experimentos, ao mesmo tempo em que abordamos a agregação e a ligação interfacial do grafeno no cobre”, explicou Zuo.

Esta técnica de crescimento in-situ ajuda a concretizar o uso de fios de cobre/grafeno em enrolamentos de motor. À medida que os pesquisadores continuam a refinar esta tecnologia, eles esperam desenvolver compostos de alta resistência, alta condutividade e alta temperatura que permitirão a produção em massa de motores de alta densidade de potência.