Een team van Zuid-Koreaanse onderzoekers heeft een baanbrekende elektromotor ontwikkeld die volledig werkt zonder traditionele spoelen, metalen en permanente magneten. Deze innovatie zou de productie van elektrische voertuigen, industriële machines en huishoudelijke apparaten drastisch kunnen veranderen.
De nieuwe motor, ontwikkeld aan het Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), maakt gebruik van een zogenoemd elektronisch veldsysteem, waarbij elektrische signalen direct worden gestuurd via geleidende polymeren en keramische materialen. Hierdoor ontstaat beweging zonder dat er koperen spoelen, ijzeren kernen of zeldzame aardmetalen zoals neodymium nodig zijn.
Hoe werkt het?
In klassieke elektromotoren wordt magnetische inductie opgewekt door een wisselstroom door koperen spoelen te laten lopen. Deze spoelen creëren een magnetisch veld dat een rotor – vaak bestaande uit metalen en magneten – in beweging zet. De Koreaanse motor werkt echter op basis van gecontroleerde elektrische velden die kleine ladingstransporten genereren binnen een niet-metallische structuur. Die ladingen veroorzaken microbewegingen in speciaal ontwikkelde materialen, wat vervolgens leidt tot rotatie of lineaire beweging.
De onderzoekers omschrijven het als een “motorsysteem gebaseerd op veldverplaatsing in plaats van veldopwekking”. Er wordt geen magnetisme opgewekt, maar gebruikgemaakt van elektrische polarisatie om de mechaniek aan te drijven.
Werking van de elektromotor uitgelegd.
Wat is het verschil met conventionele motoren?
Het grote verschil zit in het gebruik van materialen. Klassieke motoren zijn afhankelijk van metalen zoals koper, staal en zeldzame aardmetalen voor magneten. De Koreaanse motor gebruikt daarentegen geleidende polymeren, keramische componenten en een geavanceerd regelsysteem om elektrische velden op te bouwen en te manipuleren.
Ook het werkingsprincipe verschilt wezenlijk. Traditionele elektromotoren vertrouwen op elektromagnetische inductie en Lorentzkrachten, terwijl dit nieuwe ontwerp meer verwantschap toont met actuatoren die gebruikmaken van piëzo-elektrische of elektrostriktieve effecten.
Dit effect treedt op in bepaalde kristallijne materialen (zoals kwarts, keramieken zoals PZT, of sommige polymeren) die een elektrische spanning opwekken als ze mechanisch worden vervormd (bijvoorbeeld door druk, rek of buiging).
Elektrostrictie is een effect waarbij een materiaal vervormt onder invloed van een elektrisch veld, maar op een andere manier dan bij het piëzo-elektrisch effect.
Wat zijn de voordelen?
De voordelen van deze nieuwe technologie zijn veelbelovend:
- Geen zeldzame aardmetalen nodig: Dit maakt de motor minder afhankelijk van geopolitiek gevoelige grondstoffen.
- Lichter en compacter ontwerp: Door het weglaten van zware metalen en spoelen wordt de motor kleiner en efficiënter.
- Lagere productiekosten op lange termijn: De gebruikte materialen zijn goedkoper en makkelijker te recyclen.
- Minder warmteontwikkeling: Doordat er minder elektrische weerstand is, wordt er minder energie omgezet in warmte.
- Stil en slijtvast: Minder bewegende delen en geen magnetische interactie zorgen voor stillere werking en minder mechanische slijtage.
Verschillende typen elektromotoren uitgelegd.
Volgens de onderzoekers zal het nog enkele jaren duren voordat de technologie commercieel beschikbaar is, maar de eerste prototypes tonen al indrukwekkende prestaties. Grote elektronicafabrikanten uit Zuid-Korea en Japan zouden inmiddels interesse hebben getoond in samenwerking.
Met deze innovatie lijkt Zuid-Korea een nieuwe standaard te zetten voor duurzame en efficiënte motortechnologie – mogelijk een keerpunt in de wereld van elektrische aandrijving.
