En dag inom en snar framtid kan färgämnen i elmotorer indikera när kabelisoleringen blir spröd och motorn behöver bytas ut. Forskare vid Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU), tillsammans med ELANTAS, en division av specialkemikaliegruppen ALTANA, har utvecklat en ny process som gör det möjligt att integrera färgämnena direkt i isoleringen. Genom att ändra färg, de avslöjar hur mycket det isolerande hartskiktet runt koppartrådarna i motorn har försämrats. Resultaten publicerades i tidningen Avancerade material .

Moderna förbränningsmotorer har länge haft detektorer som känner igen, till exempel, när ett oljebyte behövs, spara onödiga inspektioner. Elmotorer visar också tecken på slitage. Inuti, de består vanligtvis av tätt lindade koppartrådar - och dessa är i sin tur belagda med ett isolerande harts. "Denna isolering förändras med tiden. Den blir spröd när den försämrar avgifter för värme och kemiska processer, "förklarar professor Wolfgang Binder från Institute of Chemistry vid MLU. Men det är inte möjligt att se utifrån om isoleringen runt trådarna inuti fortfarande är intakt eller om hela motorn behöver bytas ut.

Forskarna från MLU fick i uppgift att hitta en lösning på detta problem på uppdrag av ELANTAS -avdelningen i ALTANA, som producerar speciella hartssystem för sådan isolering. "Tills nu, utvecklare har fokuserat på i vilken grad material försämras under specifika förhållanden, "förklarar Alexander Funtan, kemist vid MLU. Rekommendationer gjordes sedan om hur lång tid det skulle ta innan ett byte skulle bli nödvändigt. Dock, det faktiska slitage beror på de förhållanden under vilka det används, särskilt temperaturen. Funtan utvecklade därför en testrigg som han använde för att analysera fyra olika hartssystem över flera månader för att avgöra vilka nedbrytningsprodukter som bildas vid olika temperaturer.

Han upptäckte att de fyra hartssystemen konsekvent släppte ut en specifik alkohol under de olika temperaturförhållandena. "Vi arbetade sedan nära med forskarna och utvecklarna på ELANTAS för att hitta en sensormolekyl för denna alkohol, "säger han. Med andra ord, ett ämne som är lätt att upptäcka och vars egenskaper förändras när alkoholen binder sig till det. Sensormolekylen måste också motstå höga temperaturer och normala produktionsprocesser. Ett annat krav var att det inte ändrade isoleringens elektrokemiska egenskaper. Valet föll på ett färgämne som normalt lyser rödaktig orange under UV -ljus; men när alkohol binder till det, färgspektrumet skiftar till ett ljusgrönt.

De olika färgspektra kan sedan analyseras med hjälp av specialanordningar som kan installeras direkt i motorn. "Den här vägen, du kan se om en byte är nödvändig utan att behöva öppna motorn, "säger Binder. Detta förhoppningsvis kommer att undvika onödiga motorbyten i framtiden. Den nya isoleringen kan användas både i motorerna på elfordon och i maskiner och annan utrustning." Dessa resultat avslöjar vad som kan uppnås genom att kombinera grundläggande universitetsforskning med kommersiell applikationskunskap, "säger Dr Simon Rost, chef för forskning och utveckling på ELANTAS i Hamburg. "I framtiden, Detta gör att vi kan ge mervärde till våra kunder och ytterligare bidra till en hållbar utveckling. "

ELANTAS lämnade patent på den nya processen i början av året. Forskningen finansierades av specialkemikaliegruppen ALTANA och finansierades också av EU:s BAT4EVER -projekt som en del av programmet "Horizon 2020".