Robert Sansone är bara 17 år gammal, men han har ändå kommit på en idé som dramatiskt kan minska elbilstillverkares beroende av sällsynta jordartsmetaller.

ANNONS

Den unga Florida-bons arbete har uppmärksammats av den ideella organisationen Society for Science, som bland annat ger ut populärvetenskapliga tidskrifter och anordnar tävlingar för studenter.

I en av dessa har Sansone nu kammat hem förstapriset, George D. Yancopoulos Innovator Award, som uppgår till 75 000 dollar – motsvarande 780 000 svenska kronor.

Nuvarande teknik är inte hållbar nog att skalas upp

Både den batteri- och elmotorteknik som i dag används i elbilar innebär ett beroende av råvaror, vars utvinning är allt annat än bekymmersfri.

I många fall är grundproblemet sällsynthet. Det gör dels att man försöker utvinna materialen varhelst man finner dem (med därmed förenad inverkan på den lokala miljön), dels att de ekonomiska faktorerna skapar incitament för tvivelaktiga affärsmetoder.

När det kommer till elmotorer är det huvudsakligen behovet av magneter som ställer till med trubbel, eftersom man använder sig av så kallade permanentmagnetiserade synkronmotorer.

ANNONS
ANNONS

Elmotorer 201

Som alternativ till dessa permanentmagnetiserade elmotorer finns också elektromagnetiska synkronmotorer, som vanligtvis lämpar sig för diverse industriella tillämpningar men inte klarar av de föränderliga och ibland plötsliga krav som ställs på en bilmotor.

Den grundläggande principen för elektromagnetiska synkronmotorer bygger på att ett magnetfält omger en rotor. Denna rotor består av stål, som påverkas av magnetfältet, och av luftfickor, som inte påverkas av magnetfältet. Skillnaden i magnetism mellan rotorns beståndsdelar är vad som ger upphov till vridmoment.

Sansones idé bygger på att man, i stället för att använda sig av luftfickor, skapar ovan nämnda skillnad i magnetism genom att integrera ett andra magnetfält. Fler detaljer än så kan han inte avslöja förrän lösningen är patenterad.

robert sansone elmotorprototyp
Den första prototypen togs fram med enkla medel och mycket nit. (Foto: Robert Sansone)

3D-printing var nyckeln

För att testa sin idé byggde den unga uppfinnaren en enkel prototyp med hjälp av en 3D-printer. På sitt 15:e försök fick han elmotorn att fungera.

Med den fungerande prototypen lyckades han visa att hans dubbelelektromagnetiska synkronmotor hade 39 procent högre vridmoment än en konventionell elektromagnetisk synkronmotor.

Dessutom visade den sig vara mellan 30 och 40 procent mer effektiv, där effektivitetsvinsten ökade i takt med varvtalen. Att diverse viktiga komponenter i prototypen var gjorda av plast hindrade honom från att testa idén på elbilslämpliga varvtal, eftersom värmen skulle få plasten att smälta.

ANNONS
ANNONS

Forska vidare, ta patent, bygga hållbara elbilar

Med sin nyvunna förmögenhet kan Sansone finansiera vidare forskning, med material som lämpar sig bättre för användning i elbilar.

På sikt hoppas han kunna ta patent på sin elmotor, för att sedan kontakta biltillverkare i syfte att utforska möjligheten att minska deras beroende av sällsynta jordartsmetaller. Hans dröm är att den egna designen ska bidra till en framtid med helt hållbara elbilar.

Källa: This 17-Year-Old Designed a Motor That Could Potentially Transform the Electric Car Industry [Smithsonian Magazine]

Läs även: Magnetfri elmotor utan sällsynta jordartsmetaller [Dagens PS]