EO

Oak Ridge ontwikkelt 'koperdoper'

06 oktober 2020 om 14:23 uur

ORNL-wetenschappers gebruikten nieuwe technieken om lange stukken van een composiet koper-koolstof nanobuisjesmateriaal te maken met verbeterde eigenschappen voor gebruik in tractiemotoren van elektrische voertuigen. Foto: Andy Sproles, ORNL

Wetenschappers van het Oak Ridge National Laboratory (VS) hebben een composiet gemaakt dat de elektrische stroomcapaciteit van koperdraden vergroot, waardoor een nieuw materiaal ontstaat dat kan worden opgeschaald voor gebruik in ultra-efficiënte, krachtige tractiemotoren voor elektrische voertuigen.


Het composiet bereikt een 14% grotere stroomcapaciteit, met tot 20% verbeterde mechanische eigenschappen in vergelijking met puur koper, zoals wordt beschreven in ACS Applied Nano Materials.

 

 Het materiaal kan worden gebruikt in elk onderdeel van elektrische voertuigen die koper gebruiken, inclusief kleinere connectoren voor omvormers, maar ook voor toepassingen zoals draadloze en bedrade oplaadsystemen.

 

Om een ​​lichter geleidend materiaal te produceren met verbeterde prestaties, hebben de onderzoekers koolstofnanobuisjes uitgelijnd op platte koperen substraten, wat resulteerde in een metaal-matrix composietmateriaal met betere stroomafhandelingscapaciteit en mechanische eigenschappen dan alleen koper.

 

Het opnemen van koolstofnanobuisjes (CNT's) in een kopermatrix om de geleidbaarheid en mechanische prestaties te verbeteren, is geen nieuw idee. CNT's zijn een uitstekende keuze vanwege hun lichtere gewicht, buitengewone sterkte en geleidende eigenschappen. Maar eerdere pogingen tot composieten resulteerden in zeer korte materiaalengtes, slechts micrometers of millimeters, samen met beperkte schaalbaarheid, of in langere lengtes die slecht presteerden.

 

Het ORNL-team besloot te experimenteren met het deponeren van enkelwandige CNT's met behulp van elektrospinning, een commercieel haalbare methode die vezels creëert terwijl een vloeistofstraal door een elektrisch veld stroomt. "De techniek geeft controle over de structuur en oriëntatie van afgezette materialen", zegt onderzoeker Kai Li. In dit geval stelde het proces de wetenschappers in staat om de CNT's met succes in één algemene richting te oriënteren om een ​​verbeterde elektrische stroom te krijgen.

 

Het team gebruikte vervolgens magnetron sputteren, een vacuümcoatingtechniek, om dunne lagen koperfilm toe te voegen aan de met CNT gecoate kopertapes. De gecoate monsters werden vervolgens uitgegloeid in een vacuümoven om een ​​sterk geleidend Cu-CNT-netwerk te produceren door een dichte, uniforme koperlaag te vormen en diffusie van koper in de CNT-matrix mogelijk te maken.

Dit leidde tot een composiet van koper-koolstof nanobuisjes van 10 centimeter lang en 4 centimeter breed, met uitzonderlijke eigenschappen. De microstructurele eigenschappen van het materiaal werden geanalyseerd met behulp van instrumenten van het Center for Nanophase Materials Sciences van ORNL. Het composiet bereikte een 14% grotere stroomcapaciteit, met tot 20% verbeterde mechanische eigenschappen in vergelijking met puur koper.

 

Hoewel de doorbraak in composiet directe implicaties heeft voor elektromotoren, zou het ook de elektrificatie kunnen verbeteren in andere toepassingen waar efficiëntie, massa en grootte een belangrijke maatstaf zijn, denkt hoofdonderzoeker Toyla Aytug.

 

Gerelateerd nieuws

TU/e :  's werelds eerste kwantum-beveiligde zelfrijdende auto is volgend jaar klaar

TU/e : 's werelds eerste kwantum-beveiligde zelfrijdende auto is volgend jaar klaar

Door de magie van de kwantumfysica te gebruiken kunnen we zogenaamde 'quantum key distributie' creëren en onze gegevens beschermen tegen kwantumhacks. De TU Eindhoven zet momenteel een uniek testplatform op om…

Een nieuwe generatie DC / DC-converters

Een nieuwe generatie DC / DC-converters

Brandstofcellen spelen een sleutelrol in de overgang naar hernieuwbare energiebronnen en mobiliteit. Maar de energie-efficiëntie van deze cellen vormt een grote uitdaging, vooral in de automobieltechniek.

Cleantron introduceert modulair batterijsysteem voor elektrische voertuigen

Modulair batterijsysteem voor elektrische voertuigen

Cleantron heeft een batterijsysteem ontwikkeld voor lichte elektrische voertuigen, zoals elektrische scooters en minicars. High Power Multi Pack Configuration (HP MPC) technologie combineert een ingebouwde lithium-ion…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Veilige Laserscanner PSENscan | Nu ook verticaal te gebruiken

De veiligheids- laserscanner PSENscan is nu ook geschikt voor het beveiligen van de gebieden die verticale toepassingen...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

2 november 2020, online

Hoppenbrouwers 'Leren & Werken event'

Event over de kansen en opleidingsmogelijkheden binnen het technische installatiebedrijf Hoppenbrouwers.

3 november 2020, Vianen

Masterclass Machineveiligheid XL

3, 4, 10, 11 november 2020

5 november 2020, online

EMVT Kennisdag

Toepassers en ontwikkelaars op het gebied van vermogenselektronica en elektromagnetisme delen hun kennis...

Meer agendapunten »