17-jarige jongen ontwerpt een magneetvrije motor die EV’s kan revolutioneren
Robert Sansone, een 17-jarige, ontwikkelde een werkend prototype van een baanbrekende synchrone reluctantiemotor voor gebruik in elektrische voertuigen. De Regeneron International Science and Engineering Fair (ISEF), ’s werelds grootste STEM-wedstrijd voor middelbare scholen van dit jaar, kende hem de eerste plaats (en $ 75.000) toe voor zijn werk.
Natuurlijk geboren ingenieur
Robert Sansone is een geboren ingenieur. De uitvinder uit Fort Pierce, Florida, heeft in zijn vrije tijd aan minstens zestig technische projecten gewerkt, variërend van robothanden tot snelle hardloopschoenen en een skelter die meer dan 70 mijl per uur kan halen.
Sansone stuitte een paar jaar geleden op een video waarin de voor- en nadelen van elektrische voertuigen werden besproken. Volgens de video gebruiken de meeste motoren van elektrische auto’s zeldzame aardmetalen, die kostbaar zijn om financieel en ecologisch te winnen.
Een kilo van de benodigde zeldzame aardmaterialen kan enkele honderden dollars kosten. Koper daarentegen is $ 7,83 per kg waard. “Ik heb een natuurlijke interesse in elektromotoren. Dus met dat duurzaamheidsprobleem wilde ik het aanpakken en proberen een andere motor te ontwerpen, “legde Sansone uit.
Sansone bedenkt methoden om EV’s te verbeteren
De middelbare scholier had gehoord van synchrone reluctantiemotoren, die geen gebruik maken van deze zeldzame aardcomponenten. Dit type motor wordt momenteel gebruikt in ventilatoren en pompen, maar mist het vermogen dat nodig is voor een elektrisch voertuig wanneer het alleen wordt gebruikt. Daarom begon Sansone met het formuleren van ideeën over hoe de prestaties te verbeteren.
Prototype
Sansone heeft een jaar lang een prototype ontwikkeld van een nieuwe synchrone reluctantiemotor die efficiënter was en meer rotatiekracht (of koppel) had dan bestaande modellen. Eerst werd het prototype gebouwd met behulp van 3D-geprint plastic, koperdraden en een stalen rotor. Vervolgens werd het getest met behulp van verschillende meters om het vermogen te meten en een lasertoerenteller om de rotatiesnelheid van de motor te meten.
17-jarige jongen ontwerpt een motor die EV’s kan revolutioneren
In koppel- en efficiëntietests presteerde de motor van Sansone beter dan een vergelijkbaar ontworpen traditionele synchrone reluctantiemotor.
Heath Hofmann, hoogleraar elektrotechniek en computertechniek aan de Universiteit van Michigan, legt uit dat de minder milieuvriendelijke motoren met permanente magneet materialen gebruiken zoals samarium, neodymium en dysprosium. Er is veel vraag naar omdat ze in veel verschillende producten worden gebruikt, waaronder hoofdtelefoons en oordopjes. Daarnaast heeft Hofmann veel ervaring met elektrische voertuigen, waaronder samenwerking met Tesla om besturingsalgoritmen voor zijn voortstuwingssysteem te creëren. Volgens Hofmann is Tesla onlangs begonnen met het gebruik van permanente magneten in zijn motoren.
