Představte si elektromotor, který přeměňuje elektřinu na točivou sílu s využitím nikoliv magnetických polí, ale polí elektrických. Zní to jako unikátní novinka? Převratné to rozhodně je, novinka tak úplně zase ne. Když se to tak vezme, molekulární elektrostatické motory fungují v buňkách už od jejich vzniku, tedy nějakých 3,5 miliardy let a ránu od statické elektřiny asi dostal úplně každý. První makroskopické elektrostatické motory postavili v polovině 18. století skotský benediktýn a vynálezce Andrew Gordon a americký státník, vydavatel a přírodovědec Benjamin Franklin. Elektrostatické motory ale nikdy nepřevládly a vlády se chopily elektromotory založené na magnetismu.
Není v tom žádná velká záhada. Magnetismus je v porovnání s elektrostatickými poli uživatelsky příjemnější. Vyskytuje se v dostupných přírodních materiálech a k jeho použití postačí relativně jednoduché technologické dovednosti. Teď jsme ale už o něco dál, nežli v polovině 18. století a pokrok v materiálech a strojních technologiích podle všeho zase vrací elektrostatické motory do hry. V současnosti se s nimi můžeme setkat například v mikroelektromechanických systémech (MEMS), protože v mikroskopických velikostech fungují snadněji. Na scénu teď ale přicházejí i elektrostatické motory, které jsou vidět pouhým okem.
Vývojem prakticky využitelných elektrostatických motorů, které nespoléhají na magnetická pole, ale manipulují s elektrickými poli, se od roku 2011 zabývá Dan Ludois z Wisconsinské univerzity v Madisonu. Pokud nakonec s kolegy uspěje, tak se odehraje průlom v konstrukci běžných elektromotorů. Elektrostatické motory by měly být významně lehčí, levnější a snadněji provozovatelné, s nižšími nároky na údržbu.
Ludoisův motor zahrnuje statické a rotující desky, které jsou udržovány v nepatrné vzdálenosti od sebe na vzduchovém polštáři. Do statických desek přichází elektřina a vytváří tak elektrostatické pole, které při vhodné manipulaci elektrického náboje nutí pohyblivé desky rotovat. Klíčovou roli podle Ludoise hraje elektronika, která ovládá vysokonapěťová elektrická pole i technologii se vzduchem udržující desky motoru od sebe.
Uvedený elektrostatický motor vyvíjí startup C-Motive Technologies při Wisconsinské univerzitě, jehož se Ludois stal spoluzakladatelem už jako doktorand. První praktickou aplikací motoru se nejspíš stane generátor pro větrné turbíny, na jehož konstrukci získali vývojáři grant programu Small Business Innovation Research od americké vládní grantové agentury National Science Foundation (NSF). Průlomový koncept elektrostatického motoru podpořili i fondy Wisconsinské univerzity v rámci G. Steven Burrill Business Plan Competition a Weinert Applied Ventures, stejně jako Wisconsin Alumni Research Foundation. Snad se zajímavé technologii elektrostatického motoru bude dařit i nadále.
Video: Graduate Student Profile: Dan Ludois, Electrical Engineering. Kredit: EngineeringUW
Literatura
University of Wisconsin News 8. 9. 2014, Wikipedia (Electrostatic motor).
Diskuze:
