Υπεραγώγιμο καλώδιο ανοίγει το δρόμο για τέλεια δίκτυα ηλεκτροδότησης

36

Ακριβώς 20 χρόνια μετά την ανακάλυψη των πρώτων υπεραγώγιμων υλικών που λειτουργούν σε σχετικά υψηλές θερμοκρασίες, η τεχνολογία φαίνεται ότι έχει σχεδόν φτάσει στο σημείο που θα μπορούσε να αξιοποιηθεί πρακτικά σε υπεραγώγιμα καλώδια υψηλής τάσης.

Οι ερευνητές του αμερικανικού Εθνικού Εργαστηρίου στο Όουκ Ριτζ του Τενεσί παρουσιάζουν στο πεδιοδικό Science υπεραγώγιμα καλώδια τα οποία σχεδόν πληρούν τις προδιαγραφές για βιομηχανική χρήση, με παράλληλη χρήση ψυκτικών συστημάτων.

Τα υπεραγώγιμα υλικά επιτρέπουν τη μεταφορά ηλεκτρικών φορτίων χωρίς αντίσταση και θερμικές απώλειες. Τα πρώτα υπεραγώγιμα υλικά λειτουργούσαν σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν, ωστόσο το 1986 ανακαλύφθηκαν υλικά από οξείδια του χαλκού που παρουσιάζουν υπεραγωγιμότητα σε υψηλότερες θερμοκρασίες, γύρω στους -196 βαθμούς Κελσίου.

Αν και σήμερα υπάρχουν ψυκτικά συστήματα που θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν εμπορικά σε υπεραγώγιμα συστήματα ηλεκτροδότησης, οι μηχανικοί σκοντάφτουν σε πλήθος από άλλες τεχνικές δυσκολίες, εξηγεί το Nature.com. Τα υπεραγώγιμα υλικά είναι εύθριπτα και δεν μπορούν να σχηματίσουν καλώδια χωρίς τη χρήση μιας «σκαλωσιάς» από άλλα, εύκαμπτα υλικά. Ακόμα όμως και αυτά τα υπεραγώγιμα καλώδια πρέπει να λειτουργούν μέσα σε μαγνητικά πεδία -για παράδειγμα μέσα σε μετασχηματιστές ή γεννήτριες- τα οποία με τη σειρά τους δημιουργούν άλλα προβλήματα.

Συγκεκριμένα, οι γραμμές μαγνητικής ροής των μαγνητικών πεδίων δημιουργούν μικροσκοπικές «δίνες» στο ηλεκτρικό ρεύμα, οπότε εμφανίζεται ηλεκτρική αντίσταση.

Συνεχίζοντας μια εργασία που είχε δώσει θετικά αποτελέσματα πριν από τέσσερα χρόνια, η ομάδα του Δρ Αμιτ Γκόγιαλ παρουσιάζει τώρα καλώδια που αποτελούνται από έναν συνήθη υπεραγωγό που έχει επικολληθεί σε μια εύκαμπτη μεταλλική λωρίδα μαζί με τα μέταλλα βάριο και ύττριο (YBCO).

Το μυστικό της επιτυχίας ήταν ότι πάνω στο καλώδιο προστέθηκαν μικροσκοπικές κουκκίδες από ζιρκονικό βόριο, οι οποίες ακινητοποιούν τις γραμμές της μαγνητικής ροής σε συγκεκριμένα σημεία και τις εμποδίσουν να «περιφέρονται» κατά μήκος του καλωδίου.

Οι «νανοτελείες» ζιρκονικού βόριου εξαλείφουν το πρόβλημα της λειτουργίας των υπεραγώγιμων καλωδίων σε γεννήτριες και μετασχηματιστές. «Βρισκόμαστε πλέον κοντά στο κατώφλι απόδοσης στο οποίο μπορούμε να σκεφτόμαστε εφαρμογές των υπεραγώγιμων καλωδίων» σχολιάζει ο Στιβ Φόλτιν, μέλος της ομάδας.

Διευκρινίζει, πάντως, ότι ο βασικός παράγοντας που θα κρίνει την εμφάνιση των υπεραγωγών στα δίκτυα ηλεκτροδότησης θα είναι τελικά το κόστος.

Newsroom ΑΛΤΕΡ ΕΓΚΟ