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船舶、飛行機、風力タービン、電気自動車は、電気モーターによって稼働している。これらのモーターは一般に希土類元素で作られているため、環境や経済に関するさまざまな問題が伴うという。
たとえば、希土類元素は有限の資源であり、採掘の過程で環境を汚染する。また、これらの元素の世界的な供給は海外の少数の国によってコントロールされているため、採掘コストが高く、サプライチェーンの混乱の影響を受けやすい問題がある。
テキサスA&M大学のチームがこれらの問題の解決に取り組んでいる。
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電気・コンピュータ工学部の教授であるハミド・トリヤット博士、電気工学の博士課程の学生であるメフディ・セイエディ氏、博士研究員であるドルサ・タレビ博士は、希土類を使わない高出力電気モーターを開発している。
チームは、費用対効果が高く、コンパクトで、効率的で、持続可能なモーターを開発し、希土類を完全に排除して、海外市場への依存をなくすことを計画している。
タレビ博士：この希土類材料の抽出には、非倫理的な採掘プロセスが数多くあり、これもまた大量のエネルギーを消費します。
より持続可能な方法で希土類を採掘するプロジェクトは世界中で数多く行われていますが、適切な規制がありません。業界の成長のニーズと需要を満たすには、代替手段が必要です。当社のモーターは、希土類を必要としないため、このニーズを満たすことができます。
タレビ博士が率いるチームは、2年間のプロジェクト「電気自動車の推進力向上：高出力の希土類元素を含まない電気モーターの開発」において、ネオジム磁石などの希土類元素を、銅などの豊富に存在する環境に優しい材料に置き換えることを目指している。
タレビ博士：モーターの回転部分に使われている希土類材料を銅コイルに置き換えることは、はるかに容易です。車両の推進システムに高価な希土類材料や永久磁石が使われていないため、コストも下がると予想されます。基本的に、製品のサプライチェーンから材料がなくなるのです。そのため、外国への依存度が低くなり、銅も豊富にあるため、より持続可能になります。
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アイデアをテストするために、研究者らは概念実証のシミュレーションを実行し、モーターが実現可能であることを証明するプロトタイプを作成した。チームは、モーターの性能を、現在電気自動車やハイブリッド自動車で使用されている希土類モーターと同等にし、他の希土類フリーモーターよりも競争力のあるものにすることを目指している。
トリヤット博士：我々の技術は、出力重量比で言えば、希土類材料を使用したモーターと同等です。
セイエディ氏：多くの自動車メーカーはすでに希土類材料を廃止し、希土類を含まないモーターの開発に着手しています。しかし、彼らが持つ選択肢は限られており、大きな問題を抱えています。このトポロジーで、それらの問題のほとんどを解決し、コスト効率と効率性を同時に実現できる選択肢を生み出せることを期待しています。
このグループは、テキサスA&M大学のAdvancing Discovery to Market (ADM) Innovation Awardsプログラムの一環として、市場投入準備がほぼ整ったプロジェクトに対して、Type 2賞として約50万ドルを獲得した。
最終的には、このチームはモーターを商品化し、独自の会社を設立したいと考えている。このアイデアに対して、彼らは米国特許を取得しており、米国特許出願も行っている。
タレビ博士：影響を受ける主な産業の一つは自動車産業だろう。このアイデアは風力タービン、再生可能エネルギー、交通システムにも拡大できる。
このプロジェクトの共同主任研究者は、J.マイク・ウォーカー’66機械工学科の教授であるアラン・パラッツォロ博士だ。
この研究の資金は、テキサスA&M工学部の公式研究機関であるテキサスA&M工学実験ステーション (TEES) によって管理されている。
