Cậu bé 17 tuổi nghĩ khác, làm khác

Sansone đã xem một video về những ưu điểm và nhược điểm của ô tô điện một vài năm trước. Đoạn video giải thích rằng hầu hết các động cơ ô tô 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 đô la một kg. Trong khi đó, đồng trị giá 7,83 USD/kg. Và Sansone đã sử dụng đồng trong các dự án chế tạo robot của mình. 

Cậu bé có niềm yêu thích tự nhiên đối với động cơ điện. Mong muốn của cậu là thiết kế một động cơ bền vững và giải quyết được vấn đề chi phí. Trong suốt 1 năm, Sansone đã tạo ra một nguyên mẫu của một động cơ điện trở đồng bộ mới có lực quay lớn hơn và hiệu suất cao hơn những động cơ hiện có.

Nguyên mẫu được làm từ nhựa in 3-D, dây đồng và rôto thép và được thử nghiệm bằng cách sử dụng nhiều loại đồng hồ để đo công suất và máy đo tốc độ laze để xác định tốc độ quay của động cơ. Thiết kế này đã mang về cho anh giải thưởng 75.000 đô la tại Hội chợ Khoa học và Kỹ thuật Quốc tế Regeneron (ISEF) năm nay, cuộc thi STEM trung học quốc tế lớn nhất.

Heath Hofmann, giáo sư kỹ thuật điện và máy tính tại Đại học, giải thích rằng động cơ nam châm vĩnh cửu kém bền vững hơn sử dụng các vật liệu như neodymium, samarium và dysprosi. Hofmann từng làm việc nhiều về xe điện, bao gồm cả việc tư vấn với Tesla để phát triển các thuật toán điều khiển cho động cơ đẩy của nó.

Sansone đã nghĩ ra cách kết hợp một từ trường đặc biệt khác vào một động cơ, tạo ra nhiều mô-men xoắn hơn. Thiết kế của cậu có các thành phần khác nhưng hiện tại chưa được tiết lộ, vì cậu hy vọng sẽ được cấp bằng sáng chế công nghệ này trong tương lai.

Biến ý tưởng thành hiện thực không hề đơn giản

Sansone nói rằng "Kể từ khi ý tưởng ban đầu xuất hiện, tôi phải thực hiện một số tạo mẫu để thử và xem liệu thiết kế đó có thực sự hoạt động hay không. Tôi không có nhiều nguồn lực để chế tạo động cơ tiên tiến, vì vậy tôi phải tạo ra một phiên bản nhỏ hơn - một mô hình quy mô - sử dụng máy in 3-D."

Phải mất vài nguyên mẫu trước khi cậu có thể thử nghiệm thiết kế của mình. Điều khó khăn là cậu không có người cố vấn đề giúp đỡ mình. Mỗi lần động cơ bị lỗi, cậu phải tìm hiểu rất lâu và thử khắc phục sự cố. Nhưng cuối cùng trên động cơ thứ 15, cậu đã có thể có được một nguyên mẫu hoạt động.

Sansone đã kiểm tra mô-men xoắn và hiệu suất của động cơ, sau đó cấu hình lại nó để chạy như một động cơ điện trở đồng bộ truyền thống hơn để so sánh. Cậu nhận thấy rằng thiết kế mới của mình có mô-men xoắn lớn hơn 39% và hiệu suất cao hơn 31% ở tốc độ 300 vòng / phút (RPM). Ở tốc độ 750 vòng / phút, nó hoạt động với hiệu suất cao hơn 37%. Cậu chưa thể kiểm tra nguyên mẫu của mình ở tốc độ quay cao hơn mỗi phút vì các miếng nhựa sẽ quá nóng, bởi cậu đã từng chứng kiến những mẫu động cơ bị tan chảy trên chính bàn làm việc của mình.

Về cơ bản, thí nghiệm này đã loại bỏ tất cả các biến số khác và xác nhận rằng những cải tiến về mô-men xoắn. Giáo sư Hofmann nói rằng cậu bé chắc chắn đang đi đúng hướng và có thể tạo ra một điều lớn tiếp theo. Tuy nhiên ông nói, chi phí sản xuất cao là rào cản đối với việc sử dụng rộng rãi chúng — và là yếu tố hạn chế chính đối với phát minh của Sansone. Tuy nhiên Sansone lại lạc quan rằng các công nghệ sản xuất mới sẽ giúp dễ dàng hơn trong việc xây dựng nó trong tương lai.

Toàn bộ thiết lập thử nghiệm của Sansone

Sansone hiện đang làm việc trên các tính toán và mô hình 3D cho phiên bản 16 của động cơ. Cậu dự định chế tạo từ vật liệu cứng hơn, nhằm có thể kiểm tra nó ở số vòng quay mỗi phút cao hơn.

Tin tưởng mình sẽ là người đổi mới cho ngành xe điện

Sansone hiện đang là học sinh cuối cấp  tại trường trung học trung tâm Fort Pierce, Sansone có ước mơ được vào học tại Học viện Công nghệ Massachusetts. Sansone nói về các dự án của mình "Tôi đã nghĩ nếu tôi có thể dồn hết tâm sức vào nó, tôi cũng có thể biến nó thành một dự án khoa học công bằng và cạnh tranh." 

Sansone đang đợi cho đến giai đoạn thử nghiệm tiếp theo trước khi tiếp cận bất kỳ công ty ô tô nào, nhưng cậu hy vọng rằng một ngày nào đó động cơ của mình sẽ là thiết kế được lựa chọn cho xe điện. "Vật liệu đất hiếm trong các động cơ điện hiện tại là nhân tố chính làm suy yếu tính bền vững của xe điện. Khi nghĩ đến một tương lai, ngày mà xe điện hoàn toàn bền vững nhờ sự trợ giúp của thiết kế động cơ mới của tôi, nó giống như một giấc mơ trở thành hiện thực."

New Volume Lash by Bonna Beauty: Sydney Best EyeLash Extension near Bankstown Revesby Campsie.