Supraleiter-Technologie erzielt neuen Rekord auf dem Weg zur Wirtschaftlichkeit

Supraleiter-Fortschritt

Ein jahrzehntelanges Ziel im Bereich der Physik scheint nun erreicht: Strom kann nun fast ohne einen nennbaren Widerstand auch bei Raumtemperaturen weitergeleitet werden. Die Supraleiter-Technologie erreicht neuen Stepstone zur widerstandslosen Stromleitung. In diesem Artikel werden wir auf den neuen Rekord der Supraleiter-Technologie eingehen, wir werden unter anderem auch das Gebiet der Physik betreten und das Optimierungspotenzial, bzw. die aktuellen Grenzen dieses Technologiefortschritts benennen.

PDF-Angebot FMEAHinweis: Unsere Berichte sind oft sehr ausführlich. Daher bieten wir an dieser Stelle eine Zusendung des Artikels im PDF-Format zur späteren Sichtung an. Nutzen Sie das Angebot um sich die Praxis-Impulse in Ruhe durchzulesen, Sie können hierfür auch einfach auf das PDF-Symbol klicken.

 

Was ist ein Supraleiter?

Einfach gesagt dreht es sich bei der Supraleiter-Technologie um die Leitfähigkeit von Strom. Doch wie funktioniert Supraleitfähigkeit?

Der niederländische Physiker Heike Kamerlingh Onnes hat als Pionier auf diesem Gebiet bereits im Jahre 1911 die Supraleiter entdeckt. Es handelt sich hierbei um Materialien, die einen beinahe unmessbar kleinen Widerstand besitzen, wenn diese die sogenannte Sprungtemperatur unterschreiten. Das sind sehr niedrige Temperaturen, die dazu führen, dass das Material seinen Widerstand verliert, wodurch der elektrische Strom nahezu ungestört fließen kann.

Die Supraleiter-Technologie ist für folgende Einsatzgebiete besonders von großem Interesse:

  • Energie- und Messtechnik
  • Magnetresonanztomographie
  • Levitation
  • Erzeugung starker Magnetfelder für Teilchenbeschleuniger

Die Supraleiter-Technologie wurde durch seine Rahmenbedingung gebremst, indem bisher stets eine eine extreme Kälte und somit der Einsatz von kostenintensiver Kältetechnik erforderlich war.  möglich. Dies hat sich nun geändert. Welcher revolutionärer Fortschritt nun genau gelungen ist, erfahren Sie in Folge.

Welcher Technologiefortschritt ist der Supraleiter-Technologie gelungen?

Forscher haben ein Material entwickelt, welches Strom nun auch bei einer Raumtemperatur mit einem fast nicht messbaren Widerstand leiten kann. Dies war bis zuletzt nur möglich, wenn das Material sehr stark abgekühlt worden war.

supraleiter-Forschung-Technologie-2Dieser Sprung in der Supraleiter-Technologie soll beispielsweise helfen, Quantencomputer eines Tages in großen Mengen herzustellen. Auch für andere Einsatzgebiete, beispielsweise für MRT-Geräte oder verlustarme Leitungen ist der Technologiefortschritt von großem Interesse.  Elektrische Geräte könnten mithilfe dieser Supraleiter-Technologie, ohne eine Gefahr zur Überhitzung, arbeiten. Weiter könnten Schwebebahnen von den neuen Technologien profitieren, da diese bis dato auch nur dann korrekt arbeiten, wenn sie sehr stark abgekühlt werden.

Als Meilenstein bezeichnete der Physiker Chris Pickard (University of Cambridge) diese neue Technologie. Diese Einschätzung zur Wertigkeit des neuen Rekords wurde im Fachmagazin Science betont.

PDF-Angebot FMEAHinweis: Unsere Berichte sind oft sehr ausführlich. Daher bieten wir an dieser Stelle eine Zusendung des Artikels im PDF-Format zur späteren Sichtung an. Nutzen Sie das Angebot um sich die Praxis-Impulse in Ruhe durchzulesen, Sie können hierfür auch einfach auf das PDF-Symbol klicken.

Supraleiter-Technologie-Fortschritt nutzte die Vorlage der Mainzer Forscher

Die neue Technik basiert auf den Entwicklungen, die bereits Forscher im Jahre 2015 vom Max-Planck-Institut für Chemie entwickelten. Es wurde eine Basis von Supraleitern entwickelt, die den Mainzer Forschern bereits einige Jahre zuvor gelungen war.

Doch eines war damals grundlegend anders als heute: Die Materialien mussten eine Temperatur von minus 70 Grad Celsius besitzen, um Strom fast ohne Widerstand leiten zu können. Die Temperatur stellte 2015 noch einen Rekord dar.

Die nun bekannt gewordene Arbeit von Ranga Dias von der University of Rochester ist eine Art Verbesserung zu den Errungenschaften des Max-Planck-Instituts für Chemie. Dias und seine Kollegen haben nun in einem Fachmagazin mit dem Namen Nature berichtet, dass ihr Material nun nahezu widerstandslos Strom leite, wenn sich dieses Material bereits bei einer Temperatur von 15 Grad Celsius befindet. Somit wurde ein neuer Stepstone zur widerstandslosen Stromleitung erreicht.

 

Welche neuen Materialien führten zum Supraleiter-Rekord?

Wie kam es zur Verbesserung der Umgebungstemperatur um 85 Grad Celsius, sodass der aktuelle Funktionsrekord bei einer Temperatur von 15 Grad Celsius, nahezu widerstandslos, arbeitet?

Wie bislang besteht das Material aus einem Kohlenstoff. Ranga Dias und seine Kollegen haben das Material, das zuvor sehr stark gekühlt werden musste, durch ein Material ersetzt, das nun außerdem aus Schwefel und Wasserstoff besteht.

Und so gingen die Forscher der University of Rochester vor:

Supraleiter WeiterentwicklungDie Forscher haben eine sehr kleine Probe dieses Materials, das aus einer Kombination aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Schwefel besteht, zwischen zwei sehr feinen und spitzen Diamanten platziert und regten diese mittels eines Laserstrahls zur Formung eines Kristalls an.

Die Forscher reduzierten nun, wie bei den Supraleitern üblich, die Temperatur des Stoffes. Bereits ab einer Temperatur von etwa 15 Grad Celsius und einem extrem hohen Druck sank der Widerstand dieses Materials auf null. Hiermit war eine neue Art der Supraleiter entstanden.

PDF-Angebot FMEAHinweis: Unsere Berichte sind oft sehr ausführlich. Daher bieten wir an dieser Stelle eine Zusendung des Artikels im PDF-Format zur späteren Sichtung an. Nutzen Sie das Angebot um sich die Praxis-Impulse in Ruhe durchzulesen, Sie können hierfür auch einfach auf das PDF-Symbol klicken.

Die neue Art des Supraleiters und die nächste Herausforderung

Der weiterentwickelte Suptraleiter-Technologie ist nur ein kleiner Schritt zur neuen Stepstone zur widerstandslosen Stromleitung.

Die neue Art dieses Supraleiters hat leider auch einen Nachteil. Denn die Forscher der University of Rochester konnten ein Material, das nahezu widerstandslos den Strom leitet, nur herstellen, indem Sie nicht nur die Temperatur auf etwa 15 Grad Celsius herunterregelten, sie mussten auch den Druck auf ein extremes Level anheben.

Genauer gesagt bei einer Temperatur von 14,55 Grad Celsius und einem Druck von 267 Gigapascal wurde das Material zu einem Supraleiter.

Dieser extreme Druck entspricht dem 2,6 Millionenfachen des Drucks, der hier auf der Erde vorherrscht und etwa drei Viertel des Drucks im Kern der Erde.

Wie geht es weiter?

Supraleiter Weiterentwicklung 2Fortan wird mittels des neuen Versuchsaufbaus geprüft, wie die derzeitigen Supraleiter verbessert werden können. Die derzeitigen Materialien sind recht spröde und lassen sich nur auf sehr umständliche Weise in eine Form bringen, die einem Draht ähnelt. Somit findet sich für diese Materialien bisher noch keine Verwendung auf dem Massenmarkt. Dies soll sich nun mit der neuen Art des Supraleiters ändern.

 

    Nutzen Sie die Experten in unserem Forum

    Unsere Portalinformationen liefern Mehrwerte, sind jedoch nur vergleichbar mit der Spitze eines Eisbergs. Unser Logo hat eine Doppelbedeutung und steht für Vertrauensvolle Vernetzung. Seit 2006 begegnen wir Menschen aus unseren Online-Foren persönlich und filtern Mehrwertinformationen von Marktinginformationen. Wir sind hersteller- und produktunabhängig und freuen uns, dass Anwender gerne eine zweite Meinung bei uns einholen. Ebenso vernetzen wir von Anwender zu Anwender oder von Anwender zu Experte und bieten Ihnen die Möglichkeit an, auf unsere nicht öffentliche Best- und Bad-Practice Datenbank zurückzugreifen, indem Sie mit uns Kontaktaufnehmen.

    Sie suchen einen Experten zu diesem Thema?

    Gerne vermitteln wir Sie, einfach das untere Kontaktformular ausfüllen:


    Schnelle Kontaktaufnahme:

    Vor- und Nachname (Pflichtfeld)

    Ihre Email (Pflichtfeld)

    DSGVO-Pflichtfeld: Ich willige ein, dass bei der Kontaktaufnahme über dieses Internetformular, meine Angaben zwecks Bearbeitung der Anfrage sowie für den Fall, dass Anschlussfragen entstehen, gespeichert werden.

    Freiwillige Datenfreigabe zur besseren Vernetzung unserer Mitglieder im Netzwerk/Forum (Einzelfallbezogen, nicht öffentlich). Ich willige ein, dass meine Daten, in Ihrem Netzwerk vertraulich und kontextbezogen genutzt werden können. Ohne diese Datenfreigabe kontaktiert Sie, wenn überhaupt, nur das Industrie-Wegweiser Team.
    kostenlosen Informationsservice value-letter nutzen

    Freiwillige Angaben:

    Firmenname

    Branche

    Funktion

    Straße und Hausnummer

    PLZ/Ort

    Kontaktrufnummer

    Ihre Anfrage oder Ihr Status Quo zu diesem Thema:

    Kostenloser Informationsservice it-wegweiser (value-letter)

    Sollten Sie sie eine ältere Version Ihres Internet-Browsers nutzen, kann es zu Schwierigkeiten beim ausfüllen des Anmeldeformulares kommen. Sie können uns in diesem Fall auch per Mail erreichen: info@industrie-wegweiser.de

    Kommentar hinterlassen on "Supraleiter-Technologie erzielt neuen Rekord auf dem Weg zur Wirtschaftlichkeit"

    Hinterlasse einen Kommentar

    E-Mail Adresse wird nicht veröffentlicht.


    *