Otomotiv endüstrisinin karbon ayak izinin oldukça fazla olması, bu alandaki dev şirketlerin daha sürdürülebilir bir gelecek için elektrikli otomobillere yönelmesini sağlıyor. Dünya çapından birçok dev marka, her yıl yeni elektrikli otomobillerini tanıtıyor ve 2030’lu yıllarda geleneksel araçları terk edeceğini söylüyor.
Ancak bu tarz elektrikli araçları üretmek için bataryalarda neodimyum gibi maliyeti ve etkileri yüksek elementler gerekiyor. İşte ABD’de bulunan 17 yaşındaki bir genç de bu nadir elementlere ihtiyaç duymayan elektrikli otomobiller üretmede kullanılabilecek bir motor tasarladığını söylüyor.
Nadir elementlerden neden uzaklaşmak gerekiyor?
Öncelikle bu nadir dünya elementlerinin etkilerinden biraz bahsedelim. Araçların motorlarında kullanılan mıknatısın üretildiği neodimyun gibi elementler, şu sıralarda elektrikli araçlara güç veren parçaların için kilit bir rol oynuyor. Daha da açacak olursak elektrikli araçlar güç almak için bu tarz elementlerden yapılan mıknatıslardan yararlanıyor. Ancak bu elementlerin bazı olumsuz yanları da mevcut.
Michigan Üniversitesi’nde profesörlük yapan ve elektrikli araçlar üzerinde kapsamlı bir şekilde çalışan Heath Hoffman, neodimyun, samaryum, disprosyum gibi nadir elementlere olan talebin çok yüksek olduğunu ve mıknatıslı motorların çok da sürdürülebilir olmadığını aktarıyor. Ayrıca bu elementlere yönelik farklı alanlardan da talep olduğunu vurguluyor.
Uzmanlara göre bu tarz nadir toprak elementlerinin çıkarımı hem finansal hem de çevresel olarak kötü sonuçlar doğurabiliyor. Bu tarz elementlerin çıkarımı çevreye zarar vererek elektrikli araçların sürdürülebilirliğini baltalıyor. Ayrıca elementlerin maliyetleri de oldukça fazla. Karşılaştırma yapacak olursak nadir bir elementin kilosu yüzlerce dolara satılabiliyor; ancak bakır gibi yaygın bir elementin kilosu 7-8 dolar olarak karşımıza çıkıyor. Bu da maliyetlerdeki büyük farkı ortaya koyuyor.
17 yaşındaki Sansone, elektrikli otomobillerde nadir element ihtiyacını bitirmek istiyor
17 yaşındaki lise öğrencisi Robert Sansone, uzun zamandır mühendislikle uğraşan bir genç. ABD’nin Florida eyaletinde bulunan bu arkadaşımız, şu ana kadar 60 farklı mühendislik projesi yapmış. Ancak yaptığı son şey, insanlığın geleceğine büyük katkı sağlama potansiyeline sahip bir proje.
Sansone, iki yıl önce elektrikli araçların avantajları ve dezavantajlarına dair bir videoya denk geldiğini ve burada nadir elementlerin ihtiyacını gördüğünü söylüyor. Elektrikli motorlara ilgisinin olduğunu belirten genç, bunun ardından sürdürülebilirliğe yardımcı olabilecek farklı bir motor tasarlama kararı aldı.
Relüktans motorları ismi verilen elektrikli motorlar, nadir dünya elementlerine ihtiyaç duymuyor. Elektrikli araçlarda kullanılacak kadar güçlü olmayan bu motorlar, şu anda pompa ve fan gibi aletlerde kullanılıyor. Daha önce bu motorları duyduğunu belirten Sansone da relüktans motorun performansını iyileştirmeye çalışmaya başladı. Bir yıl boyunca çalışan lise öğrencisi, mevcut motorlardan daha fazla torka ve verimliliğe sahip bir prototip yarattı.
Açıklamalara göre bu prototip, 3D boyutlu baskıyla oluşturulan plastik, bakır teller ve çelik rotordan yapıldı. Sansone’ın bu çalışmaları, ABD’de düzenlenen Regeneron Uluslararası Bilim ve Mühendislik Fuarı’nda ona birincilik ve 75.000 dolar ödül kazandırdı.
“Motorumla araçların tamamen sürdürülebilir olması hayallerimin gerçekleşmesi demek”
Relüktans motorlar, çelik rotorlar ve hava boşlukları kullanıyor. Sansone da relüktans (manyetik direnç) oranını artırmak için hava boşluğunu kullanmak yerin motora başka bir manyetik alan ekleyebileceğini düşündüğünü belirtiyor. 15 başarısız denemenin ardından çalışan bir prototip üretmeyi başardığını ekleyen genç mühendis, gelecekte teknolojisi için patent almayı planladığı için proje hakkında daha fazla detay vermekten kaçınıyor.
Son olarak Sansone’un prototipi verimlilik ve tork açısından test ettiği de belirtildi. Bu testler sonucunda tasarımın 300 devirde %39 daha fazla tork ve %31 daha fazla verimlilik sergilediği görüldü. Michigan Üniversitesi’nden Heath Hoffman ise Sansone’un projesinin umut verici olduğunu; ancak bu tarz relüktans motorların üretiminin karmaşık ve zor olduğunu belirterek bunun, fikrin önündeki en büyük sınırlayıcı faktör olduğuna dikkat çekiyor. Sansone ise Hoffman ile aynı fikirde olduğunu; ancak 3D baskı gibi yeni teknolojilerle gelecekte bu sorunun çözülebileceğini söylüyor.
“Yeni motor tasarımımın yardımıyla üretilen elektrikli otomobillerin baştan aşağı sürdürülebilir olduğunu görmek bir rüyamın gerçekleşmesi olurdu” ifadelerini kullanan Sansone, şu sıralarda motorunun 16. versiyonu için çalıştığını aktarıyor. Genç mühendis, motor yüksek hız ve verimlilikte çalışmaya devam ederse patent alma sürecine geçeceğini de son olarak sözlerine ekliyor. Elektrikli otomobilleri tamamen sürdürülebilir yapma potansiyeline sahip bu tarz motorların kullanılıp kullanılmayacağını önümüzdeki yıllarda göreceğiz.