Nova superprovodna vlakna prenose 40 puta više elektriciteta

Nova superprovodna vlakna prenose 40 puta više elektriciteta

Prenosni sistemi sa visoko efikasnim superprovodnicima su dugo bili san naučnika, ali su se istraživači suočavali sa praktičnim izazovima kao pronalazak pogodnih materijala sa prihvatljivom cijenom. Danas istraživači na Tel Aviv Univerzitetu (TAU) nalaze način da ostvare staru ideju sa superprovodnicima slijedeće generacije.

Dr. Boaz Almog i Mishael Azoulay radeći u grupi kod Prof. Guy Deutschera pri „TAU Raymond and Beverly Sackler School of Physics and Astronomy“  su razvili superprovodnike koristeći vlakna napravljena od kristala safira, pogodne za primjenu u visokonaponskim kablovima.  Svaka žica može prenositi otprilike 40 puta više elektriciteta od bakarne žice iste dužine, uz proizvodnju pri određenim temperaturnim zahtjevima. Imaju potencijal revolucioniziranja prenosa energije, kaže Dr. Almong.

Visokoenergetski superprovodnici zauzimaju mnogo manje prostora i provode energiju efikasnije, zbog čega su idealni za implementaciju u električnim mrežama. Takoše nude efikasniji način prikupljanja energije iz obnovljivih izvora, kao što su solarna i energija vjetra. Superprovodnici takođe mogu biti korišteni za pohranjivanje energije, što povećava stabilnost mreže.

Pobjediti toplotu

Jedna od stvari koja čini bakarne žice neefikasnim je pregrijavanje. Zbog električnog otpora metala, dio energije koji teče kroz kabal se gubi, uzrokujući zagrijavanje žice. Kod superprovodnika, nema otpora. Ugrađeni sistem za hlađenje, koji zahtjeva konstantan protok tečnog nitrogena, drži provodnik u superprovodnim stanju. Lako dostupan, ne zagađuje i jeftin (litar tečnog nitrogena košta manje od litra mlijeka), tečni nitrogen se nudi kao savršen medij za hlađenje.

Čak i sa prednostima tečnog nitrogena, istraživači se suočavaju sa problemom pronalaska materijala koji čini idealni superprovodnik.

Za proizvodnju svojih superprovodnika, navedeni istraživači koriste safirska vlakna, koje je razvio Dr. Amit Goyal na Oakridge National Lab-u, i posudio ih TAU timu. Obavijeni keramičkom mješavinom koristeći specijalnu tehniku, ova vlakna, malo manje debljine od vlasi ljudske kose, čine novu vrstu superprovodnika.

Područja primjene

Dr. Almong trenutno radi na proizvodnji boljih superprovodnika koji mogu prenijeti veće iznose električne struje.

Jedno područje gdje bi superprovodnici mogli mnogo pomoći je prikupljanje energije iz obnovljivih izvora. „Izvori kao vjetroturbine ili solarni paneli su većinom locirani na udaljenim područjima, i treba vam efikasan način da dostavite energiju“, objašnjava Dr. Almong. Ovi superprovodnici mogu premostiti velike razdaljine bez gubitka energije zbog toplote izazvane električnim otporom.

Superprovodnici takođe mogu biti efikasan način dostavljanja velike količine energije velikim gradovima. „Ako želite napajati električnom energijom grad veličine New Yorka, trebaju vam provodnici poprečnog presjeka 1m2. Superprovodnici imaju veće prenosne kapacitete koristeći samo dio tog presjeka“, kaže Dr. Almog.

 Animiranje mladih naučnika

Razvijanje superiornog superprovodnika je samo dio misije TAU-a. Dr Almog želi ovu tehnologiju učiniti dostupnom i interesantnom s ciljem animiranja mladih naučnika. TAU je proizveo superprovodne diskove, punjene tečnim nitrogenom (kao i provodnici), koji mogu biti levitirati u zraku uz pomoć snažnih magneta (fenomen u nauci poznat kao „quantum trapping“, prikazan na slici na početku). Dr. Almog demostrira navedeno po muzejima diljem Izraela, nadajući se da će na taj način proširiti distribuciju proizvedenih superprovodnika na druge zemlje.