The carbon nanotubes revolution in electric motors/La revolución de los nanotubos de carbono en los motores eléctricos

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Normally when talking about electric vehicles, the star is always the battery, its power, its duration or its load cycles, but the batteries are only one more component of the electric vehicle and there are others that, like batteries, can be improved to increase the total efficiency of the vehicle. One of the most important elements is undoubtedly the engine. Unlike conventional explosion engines in which no more are invested, electric motors have barely begun to evolve.

Normalmente cuando se habla de los vehículos eléctricos la estrella siempre es la batería, su potencia, su duración o sus ciclos de carga, pero las baterías son solo un componente más del vehículo eléctrico y hay otros que, al igual que las baterías, se pueden mejorar para aumentar la eficiencia total del vehículo. Uno de los elementos más importantes sin duda es el motor. A diferencia de los motores de explosión convencionales en los que ya no se invierte más, los motores eléctricos apenas han comenzado a evolucionar.

Traditionally, electric motors depend on copper for their coils, but recently, a group of Korean researchers have managed to develop completely functional electric motors, replacing copper and aluminum of the engines with Nano Carbon tubes (NTC). NTC have exceptional electrical properties, comparable or even superior to copper in certain aspects. Their electrical and thermal conductivity, together with their mechanical resistance, make them ideal for engines applications.

Tradicionalmente, los motores eléctricos dependen del cobre para sus bobinas, pero recientemente, un grupo de investigadores coreanos han logrado desarrollar motores eléctricos completamente funcionales, sustituyendo el cobre y el aluminio de los motores por nano tubos de carbono (NTC). Los NTC poseen propiedades eléctricas excepcionales, comparables o incluso superiores a la del cobre en ciertos aspectos. Su conductividad eléctrica y térmica, junto con su resistencia mecánica, los hacen ideales para aplicaciones en motores.

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Carbon nanotubes (NTC) are hollow cylindrical structures, incredibly small, composed exclusively of carbon atoms. Imagine a single layer of carbon atoms arranged in a hexagonal pattern (this is graphene), as a chicken coop, rolled on itself to form a tube. They are one of the strongest and most rigid materials known. They have a tensile strength many times superior to that of steel, while they are extremely light, as well as lexible and elastic.

Los nanotubos de carbono (NTC) son estructuras cilíndricas huecas, increíblemente pequeñas, compuestas exclusivamente por átomos de carbono. Imagínate una sola capa de átomos de carbono dispuestos en un patrón hexagonal (esto es el grafeno), como una tela de gallinero, enrollada sobre sí misma para formar un tubo. Son uno de los materiales más fuertes y rígidos conocidos. Tienen una resistencia a la tracción muchísimas veces superior a la del acero, a la vez que son extremadamente ligeros, además de lexibles y elásticos.

Depending on their structure, they can be excellent electrical conductors, even better than copper. This makes them ideal for applications in electronics and energy systems. They are also able to drive heat very efficiently, even better than diamond, which makes them useful for heat dissipation on electronic devices. The extraordinary properties of NTC open a range of potential applications in various industries, including in electric motors.

Dependiendo de su estructura, pueden ser excelentes conductores eléctricos, incluso mejores que el cobre. Esto los hace ideales para aplicaciones en electrónica y sistemas de energía. Además son capaces de conducir el calor de manera muy eficiente, incluso mejor que el diamante, lo que los hace útiles para la disipación de calor en dispositivos electrónicos. Las propiedades extraordinarias de los NTC abren un abanico de aplicaciones potenciales en diversas industrias, entre ellas en la de los motores eléctricos.

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Weight reduction and increased efficiency are crucial for electric vehicles and aerial devices (drones, airplanes). A lighter, more efficient motor translates into greater fuel efficiency (or battery efficiency in electric vehicles). The tensile strength of carbon nanotubes is higher than that of steel, which could result in more robust and durable motors. Furthermore, the flexibility of CNT wiring enables more efficient and lighter motor designs.

La reducción de peso y el aumento de la eficiencia son cruciales para los vehículos eléctricos y los dispositivos aéreos (drones, aviones). Un motor más ligero y eficiente se traduce en una mayor eficiencia del combustible (o de la batería en vehículos eléctricos). La resistencia a la tracción de los nano tubos de carbono es superior a la del acero, lo que podría resultar en motores más robustos y duraderos. Además, la flexibilidad del cableado de NTC permite diseños de motores más eficientes y ligeros.

However, despite their promising advantages, the large-scale implementation of CNTs in electric motors still faces significant challenges. Currently, the cost of producing CNT cables is significantly higher than that of copper, and more efficient and cost-effective production methods are needed to scale CNT manufacturing to industrial levels. CNT production can involve energy-intensive processes and the use of harsh chemicals, generating waste, so research and development of cleaner and more sustainable production methods is critical.

Pero, a pesar de sus prometedoras ventajas, la implementación a gran escala de los NTC en motores eléctricos aún enfrenta desafíos importantes. Actualmente, el coste de producir cables de NTC es significativamente más alto que el del cobre y se necesita desarrollar métodos de producción más eficientes y económicos para escalar la fabricación de NTC a niveles industriales. La producción de NTC puede involucrar procesos intensivos en energía y el uso de químicos agresivos generando residuos, por lo que es fundamental investigar y desarrollar métodos de producción más limpios y sostenibles.

More information/Más información
https://phys.org/news/2025-06-carbon-nanotubes-metal-ultra-lightweight.html

https://forococheselectricos.com/noticias/motores-electricos-sin-cobre-20250716-37712.html