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Nov 22, 2023

Novo capacitor para diminuir o tamanho e reduzir o custo de acionamentos elétricos

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Como pesquisador em eletrônica de potência, Shajjad Chowdhury está focado em exceder a capacidade. Em um espaço de laboratório no National Transportation Research Center do Departamento de Energia no Oak Ridge National Laboratory, ele está desenvolvendo um novo capacitor e um componente inversor que reduzirá o tamanho e o custo das unidades de acionamento elétrico. Ele vê isso como um passo potencial para aumentar a adoção de veículos elétricos nos Estados Unidos.

"O capacitor (que armazena energia elétrica) em um inversor (o circuito que fornece tensão) geralmente é grande e restringe a densidade de potência. Um pequeno capacitor de alta densidade de energia é necessário. Se pudermos construir um que ocupe menos espaço em o veículo, mas aumenta a densidade de energia e melhora o desempenho, é isso que estamos procurando realizar", disse Chowdhury.

A pesquisa de capacitores de Chowdhury faz parte de um projeto maior que ele está liderando para o Departamento de Tecnologias de Veículos do DOE, que se concentra no desenvolvimento de um sistema de acionamento integrado para obter um acionamento elétrico de alta densidade de potência. Chowdhury tem a tarefa de identificar, avaliar e integrar tecnologias de capacitores. Se for bem-sucedida, esta pesquisa será essencial para atingir a meta técnica do DOE para veículos elétricos leves, que é atingir uma densidade de potência necessária de 33 quilowatts-litros para um sistema de tração de 100 quilowatts até 2025.

"A unidade de tração elétrica do veículo é o principal usuário da energia armazenada", disse Chowdhury. "O sistema de acionamento deve funcionar com alta eficiência para maximizar o alcance do veículo para a capacidade da bateria."

Chowdhury disse que os futuros veículos elétricos precisarão de uma unidade de tração de alto desempenho e alta densidade de potência para estender o alcance do veículo elétrico e aumentar a adoção do mercado.

“Se queremos mais veículos elétricos nas estradas, também temos que manter o custo do veículo baixo”, acrescentou. "Uma coisa que ajudará no custo é a miniaturização de todo o sistema de trem elétrico; trata-se de tornar o sistema interno mais compacto, mas mais eficiente em geral."

Chowdhury foi escolhido para trabalhar ao lado de pesquisadores seniores e para orientar uma iniciativa crítica do DOE porque suas realizações levaram a patentes, várias publicações em periódicos e atenção nacional e internacional da comunidade de pesquisa em eletrônica de potência.

“Tenho trabalhado com cientistas para desenvolver novos materiais que possam reduzir o volume de componentes de veículos elétricos, observando materiais dielétricos baseados em compósitos”, disse ele. "Uma das coisas de que mais me orgulho é que um dia recebi uma consulta de um estimado cientista ganhador do Prêmio Nobel que leu um de meus artigos e queria falar sobre materiais emergentes para a próxima geração de eletrônicos de potência e acionamentos de tração."

Chowdhury disse que é esse tipo de reconhecimento que, embora inesperado, tem sido encorajador à medida que sua pesquisa avança.

"Foi um grande negócio conseguir o financiamento para explorar esses novos materiais e novas formas de pensar sobre como um capacitor ou acionamento elétrico pode funcionar", disse ele. "Quando seu papel é desenvolver e construir algo, testá-lo e basicamente definir uma diretriz de como outros podem produzir em massa para comercialização, é muita responsabilidade e pressão. Conseguir esse tipo de validação o mantém motivado."

A capacidade de Chowdhury de criar e inovar como engenheiro elétrico surgiu de uma aptidão artística. Crescendo em Dhaka, capital de Bangladesh, como filho de um engenheiro, Chowdhury tinha planos de seguir um caminho semelhante. No entanto, os exames escolares quase o levaram a um caminho diferente.

"Na escola, você faz exames para determinar seu caminho de estudo, e minhas notas nos exames me colocam no campo das artes, não das ciências", disse ele. "Fiquei muito chateado; tive que fazer um exame adicional para me colocar no programa de ciências." Chowdhury disse que foi bom em ambas as disciplinas, mas uma pontuação foi ligeiramente superior à outra.

"A experiência de teste escolar foi um momento de mudança de vida para mim", disse ele. "Tive que lutar pela oportunidade de estudar ciências. Se não tivesse feito isso, minha vida teria sido outra história."