Nghiên cứu của nam sinh Robert Sansone có thể mở đường cho việc sản xuất bền vững ôtô điện không cần dùng nam châm làm từ đất hiếm - vốn đắt đỏ và có hại cho môi trường.
Theo tạp chí Smithsonian (thuộc viện nghiên cứu lớn nhất thế giới Smithsonian, trực thuộc Chính phủ Mỹ), Robert Sansone (17 tuổi, ở Fort Pierce, bang Florida, Mỹ) là một "kỹ sư bẩm sinh", em sáng chế từ bàn tay điện tử đến giày chạy tốc độ cao và một chiếc xe go-kart có thể đạt tốc độ hơn 113km/h.
Robert Sansone với động cơ mới của mình - (Ảnh: SOCIETY FOR SCIENCE)
"Nhà phát minh" này ước tính mình đã hoàn thành ít nhất 60 dự án kỹ thuật trong thời gian rảnh rỗi ngoài giờ học.
Vài năm trước, Sansone đã xem một video về những ưu điểm và nhược điểm của ôtô điện. Đoạn video giải thích: Hầu hết các động cơ ôtô điện đều yêu cầu nam châm làm từ các nguyên tố đất hiếm, có thể tốn kém cả về tài chính và môi trường để chiết xuất. Các vật liệu đất hiếm cần thiết có thể có giá hàng trăm USD/kg. Trong khi đó, đồng trị giá 7,83 USD/kg.
"Tôi có niềm đam mê đối với động cơ điện. Tôi muốn thử thiết kế một loại động cơ khác sử dụng đồng", Sansone chia sẻ.
Trên thị trường đồ gia dụng, có một loại động cơ điện trở bằng lõi đồng tạo ra từ trường quay, không sử dụng những vật liệu đất hiếm. Động cơ này hiện được sử dụng cho máy bơm và quạt, nhưng nó không đủ mạnh để sử dụng trong xe điện. Vì vậy, Sansone bắt đầu động não tìm cách cải thiện hiệu suất của nó.
Trong suốt một năm, Sansone đã sáng chế một động cơ điện trở từ lõi đồng tạo ra từ trường quay và có hiệu suất cao hơn những động cơ hiện có. Nguyên mẫu được làm từ nhựa in 3D, dây đồng và rotor thép. Động cơ này được thử nghiệm bằng cách sử dụng nhiều loại đồng hồ để đo công suất và máy đo tốc độ laser để xác định tốc độ quay của động cơ.
Thiết kế của Sansone có các thành phần khác, nhưng em không thể tiết lộ thêm bất kỳ chi tiết nào, vì Sansone hy vọng sẽ được cấp bằng sáng chế công nghệ này trong tương lai.
Sản phẩm của Sansone đã mang về cho em giải nhất và 75.000 USD tiền thưởng trong cuộc thi STEM trung học quốc tế lớn nhất tại Hội chợ Khoa học và kỹ thuật quốc tế Regeneron (ISEF) năm 2022.
Sansone đang đợi đến giai đoạn thử nghiệm tiếp theo của mình trước khi tiếp cận các công ty ôtô. Em hy vọng một ngày nào đó động cơ của em sẽ là thiết kế được lựa chọn cho xe điện.
Là một học sinh cuối cấp tại trường trung học trung tâm Fort Pierce, Sansone ước mơ được vào học tại Học viện Công nghệ Massachusetts (MIT). Em cho biết sẽ dùng tiền thưởng thắng cuộc từ ISEF để trang trải học phí đại học.
Ông Heath Hofmann - giáo sư kỹ thuật điện và máy tính tại một trường đại học, có nhiều năm làm việc về xe điện, bao gồm cả tư vấn cho Tesla để phát triển các thuật toán điều khiển cho động cơ đẩy - đánh giá cao những nỗ lực của Sansone, song máy móc rất phức tạp và nổi tiếng là khó sản xuất, do đó sẽ là rào cản đối với phát minh của Sansone.
Sansone đồng ý, nhưng nói: "với các công nghệ mới (chẳng hạn như in 3-D), sẽ dễ dàng hơn trong việc làm động cơ mới trong tương lai".