Elbiler:Særlige farvestoffer kan forhindre unødvendige motorudskiftninger

En dag i den nærmeste fremtid kan farvestoffer i elektriske motorer indikere, hvornår kabelisolering bliver sprød, og motoren skal udskiftes. Forskere ved Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU), sammen med ELANTAS, en afdeling af specialkemikaliekoncernen ALTANA, har udviklet en ny proces, der gør det muligt at integrere farvestofferne direkte i isoleringen. Ved at ændre farve, de afslører, hvor meget det isolerende harpikslag omkring kobbertrådene i motoren er forringet. Resultaterne blev offentliggjort i tidsskriftet Avancerede materialer .

Moderne forbrændingsmotorer har længe haft detektorer, der genkender, for eksempel, når der er behov for et olieskift, sparer unødvendige inspektioner. Elmotorer viser også tegn på slid. Inde, de består normalt af tætsluttede kobbertråde - og disse er igen belagt med en isolerende harpiks. "Denne isolering ændrer sig over tid. Den bliver sprød, når den nedbryder gebyrer til varme og kemiske processer, "forklarer professor Wolfgang Binder fra Institut for Kemi på MLU. Men det er ikke muligt at se udefra, om isoleringen omkring ledningerne indeni stadig er intakt, eller om hele motoren skal udskiftes.

Forskerne fra MLU havde til opgave at finde en løsning på dette problem på vegne af ELANTAS -afdelingen i ALTANA, som producerer specielle harpikssystemer til sådan isolering. "Indtil nu, udviklere har fokuseret på, i hvilken grad materiale nedbrydes under særlige forhold, "forklarer Alexander Funtan, en kemiker på MLU. Der blev derefter anbefalet, hvor lang tid det ville tage, før en udskiftning ville være nødvendig. Imidlertid, det faktiske slid afhænger af de betingelser, det bruges under, især temperaturen. Funtan udviklede derfor en testrig, som han brugte til at analysere fire forskellige harpikssystemer over flere måneder for at bestemme, hvilke nedbrydningsprodukter der dannes ved forskellige temperaturer.

Han opdagede, at de fire harpikssystemer konsekvent frigav en bestemt alkohol under de forskellige temperaturforhold. "Derefter arbejdede vi tæt sammen med forskerne og udviklerne på ELANTAS for at finde et sensormolekyle til denne alkohol, "siger han. Med andre ord, et stof, der let kan påvises, og hvis egenskaber ændres, når alkoholen binder sig til det. Sensormolekylet skal også modstå høje temperaturer og normale produktionsprocesser. Et andet krav var, at det ikke ændrede isoleringens elektrokemiske egenskaber. Valget faldt på et farvestof, der normalt lyser rødlig orange under UV -lys; men når alkohol binder sig til det, farvespektret skifter til en lysegrøn.

De forskellige farvespektre kunne derefter analyseres ved hjælp af specielle enheder, der kunne installeres direkte i motoren. "Denne måde, du kan se, om en udskiftning er nødvendig uden at skulle åbne motoren, "siger Binder. Dette forhåbentlig vil undgå unødvendige motorudskiftninger i fremtiden. Den nye isolering kan bruges i motorer i elektriske køretøjer såvel som i maskiner og andet udstyr." Disse resultater afslører, hvad der kan opnås ved at kombinere grundlæggende universitetsforskning med kommerciel applikationskundskab, "siger Dr. Simon Rost, chef for forskning og udvikling hos ELANTAS i Hamborg. "I fremtiden, Dette vil gøre det muligt for os at tilføre vores kunder merværdi og yderligere bidrage til en bæredygtig udvikling. "

ELANTAS indgav patent på den nye proces i begyndelsen af ​​året. Forskningen blev finansieret af specialkemikaliegruppen ALTANA og også finansieret af EU's BAT4EVER -projekt som en del af programmet "Horizon 2020".