Ten samochód nie zawiera w sobie żadnego metalu. Tak, nawet silnik
Aż do niedawna takie projekty istniały tylko w głowach futurystów i na kartach komiksów. Jednak zespół badawczy Korea Institute of Science and Technology (KIST) postanowił pobawić się w motoryzacyjnych alchemików.
Jak to możliwe? Twórcy mówią otwarcie: zamiast stali, aluminium i miedzi postawili na innowacyjne materiały ceramiczne oraz polimery przewodzące. Zerowa zawartość metali dotyczy wszystkich kluczowych komponentów, w tym - a to już jest magią inżynierii - nawet samego silnika.
Ceramika zamiast stali - rewolucja w materiale konstrukcyjnym
Dlaczego metale były dotychczas tak niezastąpione w samochodach? To proste: przewodność, wytrzymałość oraz odporność na ekstremalne warunki to cechy, które wydawały się możliwe tylko do osiągnięcia dzięki metalowi. Ceramika i polimery były mile widziane w drobnych detalach, ale nikt wcześniej nie traktował ich jak poważnych kandydatów na budulec silnika czy ramy samochodu.
Czytaj też:
Tymczasem naukowcy z KIST postanowili obalić ten mit. Opracowali hybrydowy materiał ceramiczny, który nie dość, że świetnie przewodzi prąd (dzięki zastosowaniu specjalnych domieszek), to pod względem odporności mechanicznej w wielu przypadkach przebija stal. Dzięki mikroskopijnej strukturze i nowatorskiemu procesowi spiekania materiał zachowuje się jak metal - jest twardy, sztywny, a przy tym zaskakująco lekki. Dla przykładu: ceramika nowej generacji nie tylko nie rdzewieje, ale i fenomenalnie znosi gwałtowne zmiany temperatury, co w motoryzacji jest na wagę złota.
Silnik bez metalu - jak to możliwe?
Prawdziwym gwoździem programu jest jednak silnik, który obywa się bez chociażby jednej śruby ze stopów żelaza. Spore wyzwanie, bo klasyczne elektromotory bazują na miedzianych uzwojeniach i stalowych rdzeniach. Klucz do sukcesu? Naukowcy postawili na polimery przewodzące, które łączą elastyczność tworzyw sztucznych z właściwościami elektrycznymi metali, oraz ceramiki o bardzo niskiej oporności.
Połączenie tych dwóch światów zaowocowało powstaniem nowego typu silnika: wszystkie tradycyjne elementy metalowe zostały zastąpione przez ich ceramiczne lub polimerowe odpowiedniki. Odpowiednio zaprogramowany proces produkcji pozwala na ułożenie przewodzących polimerów w formę zwojów, a sam korpus silnika wykonano z ultratwardej ceramiki, której niestraszne są nawet wysokie obroty i temperatura. Efekt? Silnik bez ani grama metalu - wydajny, cichy i, jak zapewniają inżynierowie, zdecydowanie lżejszy od konwencjonalnych konstrukcji.
Bezpieczeństwo, ekologia i... przyszłość elektromobilności
Pierwsze pytanie, które może pojawić się w głowie sceptyka: OK, ale czy to będzie bezpieczne?. Materiały, na których bazuje nowy samochód są niepalne, a przy tym nie korodują i nie emitują żadnych toksycznych oparów podczas użytkowania. Ceramika i polimery przewodzące zaskakują trwałością i odpornością na uszkodzenia - według zapewnień twórców taki pojazd nie tylko przetrwa próbę czasu, ale również będzie łatwiejszy w recyklingu niż klasyczne, metalowe odpowiedniki.
Nie można pominąć też aspektu ekologicznego. Produkcja tradycyjnych metali (szczególnie w skali masowej) to ogromne zużycie energii i emisja CO2. Przejście na zaawansowane polimery i ceramiki może znacząco zmniejszyć ślad węglowy branży motoryzacyjnej. Dodatkowo brak metali sprawia, że takie pojazdy nie będą uzależnione od globalnych dostawców stali czy miedzi - a zatem: zyskają odporność na kryzysy surowcowe.
Brzmi jak rewolucja, która może przeorać cały krajobraz motoryzacyjny i przemysłowy. Oczywiście do masowego wdrożenia tej technologii droga jeszcze długa - na razie mamy do czynienia z prototypem i pierwszymi testami laboratoryjnymi. Wyniki są jednak diabelnie obiecujące.
