Motor elétrico sem cobre: KIST cria protótipo com nanotubos de carbono

O cobre sempre foi um dos materiais centrais na construção de motores elétricos - mas e se desse para fazer um motor elétrico sem cobre? Essa ideia, que pareceria radical há pouco tempo, acaba de avançar bastante rumo a uma aplicação real.

Pesquisadores do KIST (Korea Institute of Science and Technology) montaram um protótipo de motor elétrico sem cobre ao trocar as bobinas metálicas tradicionais por um conjunto de fiações produzidas com nanotubos de carbono.

A proposta abre caminho para componentes essenciais, como motores elétricos, ficarem bem mais leves e, ao mesmo tempo, pode reduzir de forma significativa as emissões ligadas à fabricação de motores voltados a automóveis elétricos.

Comparação de peso e desempenho do motor elétrico sem cobre

A principal vantagem prática aparece no peso. A densidade dos fios de nanotubos fica em torno de 1,7 g/cm³, enquanto a do cobre é de 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 -, quando se considera a velocidade específica por massa, os resultados acabam ficando em patamares próximos. Em carros elétricos, nos quais cada grama importa, esse equilíbrio pode ser determinante.

Testes do protótipo do KIST em carro em escala

Para comprovar que a alternativa funciona na prática, o KIST já realizou testes com um carrinho em escala equipado com esse protótipo de motor elétrico sem cobre.

O motor atingiu 3420 rpm com 3 Volts, o que parece pouco quando comparado às 18 120 rpm registradas por um motor elétrico equivalente com cobre.

No ensaio, o modelo em escala percorreu 10 metros em 25s, alimentado por uma pilha de 3 V. Pode soar modesto, mas está alinhado ao objetivo do projeto: demonstrar que existe uma substituição para o cobre que seja funcional e mais leve.

Por que isso pode mudar tudo

Além do alívio no peso, há um ponto forte ligado à sustentabilidade. O processo demanda menos metais e as fibras de nanotubos podem ser recicladas com pouca ou quase nenhuma perda de propriedades, diminuindo as emissões associadas à produção.

Desafios para levar a tecnologia ao mundo real

Mesmo com o potencial, ainda existem barreiras relevantes. Entre elas, estão a fabricação de cabos longos e homogêneos, a resistência de contato entre as fibras (as junções entre filamentos geram perdas elétricas que reduzem a eficiência geral do sistema) e a adaptação a normas de segurança e de resfriamento. E, naturalmente, os custos ainda são altos.

Ainda assim, a direção é clara. Se o preço cair e a confiabilidade se confirmar, esse motor elétrico sem cobre pode deixar de ser apenas um experimento de laboratório e ganhar força para transformar a mobilidade elétrica com uma solução mais leve, eficiente e sustentável - sem precisar ficar restrita ao automóvel.