Nuovi semiconduttori, un design originale e una produzione additiva. Con questi tre elementi gli scienziati dell’ORNL intendono migliorare la mobilità elettrica
(Rinnovabili.it) – Cosa succede se unisci la creatività dei ricercatori dell’Oak Ridge National Laboratory (ORNL) la tecnologia di stampa 3D e semiconduttori di nuova generazione? Che si ottiene l‘inverter per e-car, più piccolo, leggero ed efficiente mai realizzato. Vero e proprio core tecnologico del dispositivo è il carburo di silicio, un materiale dal gap di banda particolarmente ampio, che ha dimostrato nella pratica qualità superiori ai semiconduttori standard, tra cui una maggiore densità di energia, affidabilità e tolleranza alle temperature. Il risultato è un inverter super compatto in grado di lavorare al massimo pur essendo più leggero e meno voluminoso.
“L’ampio bandgap consente ai dispositivi di funzionare in modo più efficiente in una più ampia gamma di temperature rispetto all’uso di semiconduttori convenzionali”, spiega il ricercatore Madhu Chinthavali, che ha guidato il progetto. “Tutto ciò è particolarmente utile in un inverter di potenza, che è il cuore di un veicolo elettrico”. L’altra chiave del successo del design consiste nella scelta di incorporazione diversi piccoli condensatori collegati in parallelo che garantiscono, non solo di abbassare il prezzo rispetto ad un minor numero di condensatori ma di dimensioni maggiori, ma anche di evitare il surriscaldamento in maniera più efficace.
Utilizzando la produzione additiva (stampa 3D) – i ricercatori sono stati in grado di posizionare i componenti a bassa-temperatura più vicini a elementi ad alta temperatura, riducendo perdite elettriche e dimensioni. Il prototipo da 30 kW messo a punto dal team ha permesso di aprire una nuova strada; il passo successivo spiegano gli ingegneri sarà quello di utilizzare la stampa 3D per realizzare una percentuale maggiore di componenti dell’inverter ed ottenere fino a quattro volte l’attuale densità di energia del dispositivo prototipale e la metà delle dimensioni rispetto agli inverter commerciali.
