Robert Sansone zdobył główną nagrodę i wygrał 75 000 dolarów na tegorocznym Regeneron International Science and Engineering Fair (ISEF), największym na świecie międzynarodowym konkursie STEM dla szkół średnich. Jego wynalazek może już wkrótce odmienić branżę pojazdów elektrycznych. Mowa o silniku synchronicznym reluktancyjnym o wydajności ulepszonej w stosunku do poprzednich generacji. Jest to rodzaj silnika elektrycznego, który łączy konwencjonalny trójfazowy stojan silnika indukcyjnego z innowacyjnym wirnikiem, bez uzwojeń ani magnesów.
Czytaj też: Przełomowy silnik elektryczny Mahle. Bez magnesów i ryzyka przegrzania
Zazwyczaj takie silniki wykorzystuje się w pompach i wentylatorach, ale nie oferują wystarczającej wydajności dla pojazdów elektrycznych. Projekt Roberta Sansone poprawia moment obrotowy klasycznych motorów, które nie wymagają pozyskiwania kosztownych metali ziem rzadkich.
Geniusz i wizjoner
Pochodzący z Florydy 17-latek zrealizował już ok. 60 projektów inżynierskich. Skonstruował m.in. gokart jeżdżący z prędkością 70 km/h i buty do superszybkiego biegania. Około dwa lata temu Sansone trafił na materiał wideo wyjaśniający zalety i wady samochodów elektrycznych. Film wskazywał, że silniki elektryczne zazwyczaj są wyposażone w magnesy neodymowe, zawierające metale ziem rzadkich, które są drogie i często pozyskiwane w sposób szkodliwy dla środowiska.
Licealista postanowił ulepszyć projekt silnika synchronicznego reluktancyjnego, który nie wymaga użycia metali ziem rzadkich. Wystarczył mu rok, by powstał nowy typ silnika, oferujący większy moment obrotowy i wydajność od istniejących modeli. Prototyp został wykonany na drukarce 3D i okazał się on tak dobry, że zapewnił Sansone główną nagrodę na ISEF.
Synchroniczne silniki reluktancyjne tworzone przez duże firmy (np. BMW i MAHLE) wykorzystują stalowy wirnik z wyciętymi w nim szczelinami powietrznymi, ustawiony w jednej linii z wirującym polem magnetycznym. Silnik generuje pole magnetyczne za pomocą reluktancji magnetycznej. Sansone zmodyfikował typowy projekt silnika synchronicznego reluktancyjnego, usuwając szczeliny powietrzne, aby włączyć inne pole magnetyczne poprzez dodanie większej ilości materiałów. 17-latek nie ujawnił żadnych szczegółowych informacji, ponieważ ma nadzieję opatentować swój projekt.
Czytaj też: Jak złożyć własny silnik? YouTuber pokazał miniaturowy 4-cylindrowy silnik o wadze półtora kilograma
Stworzenie funkcjonalnego silnika zajęło Sansone 15 prób. Jego motor ma o 39% większy moment obrotowy i o 31% większą wydajność przy 300 RPM (obrotach na minutę), a przy 750 RPM aż o 37% większą wydajność. Prace nad innowacyjnym silnikiem będą kontynuowane.