Bronze oder Eisen?

Mathematiker und Physiker beschleunigen Simulation von Supraleitern enorm

Supraleiter – Materialien, durch die Elektrizität völlig widerstandsfrei fließen kann – sind für viele Hochtechnologie-Anwendungen von zentraler Bedeutung, seien es Quantencomputer, Medizintechnik oder Hochleistungs-Energieanwendungen. WissenschaftlerInnen aus Saarbrücken, Eindhoven und Köln haben nun eine Methode im Grenzgebiet von Mathematik und Physik entwickelt, mit der die Simulation solcher Materialien enorm vereinfacht werden kann. Sie wurde am 20.09.2023 im Fachmagazin Physical Review Research publiziert. weiterlesen…

Richtungsweisend für Supraleiter-Forschung

Neue Verbindungen aus Lanthan und Wasserstoff

Alle heute bekannten und in Forschung und Industrie angewendeten Supraleiter sind nur unterhalb von 150 Grad Kelvin (rund -120° C) supraleitend. Weltweit werden daher Materialien gesucht, die diese Eigenschaft bei höheren Temperaturen haben. Aufgrund theoretischer Modellierungen sind Hydride immer stärker in den Fokus gerückt. Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Wissenschaftler*innen der Universität Bayreuth berichtet jetzt (22.11.2022) in Nature Communications über neue, unter hohem Druck erzeugte Verbindungen aus Lanthan und Wasserstoff. Die überraschenden Strukturanalysen dieser Lanthanhydride werden die Suche nach neuen Supraleitern weiter voranbringen können. weiterlesen…

BMWi fördert Stromnetz ohne Energieverluste

Hochtemperatur-Supraleitungs-Kabel ransportiert verlustfrei Strom

Am 06.11.2020 ging das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie unterstützte Projekt „SuperLink“ an den Start. Das Projekt entwickelt ein sogenanntes Hochtemperatur-Supraleitungs-Kabel (HTSL), mit dem Strom unterirdisch ohne Energieverluste transportiert werden kann – so eine BMWi-Medienmitteilung. weiterlesen…

Energieeffizientes Supraleiterkabel für Zukunftstechnologien

„HTS CroCo“ kann große Mengen elektrischer Energie transportieren

Ob für die Anbindung von Windparks, für die Gleichstromversorgung auf Schiffen oder sogar für leichte und kompakte Hochstromleitungen in künftigen vollelektrischen Flugzeugen: Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben ein vielseitiges Supraleiterkabel entwickelt, das auf einfache Weise industriell gefertigt werden kann. (Foto © ITEP, KIT) weiterlesen…

Supraleitung weiter entschlüsselt

Hochtemperatur-Supraleiter bald enträtselt?

Ein Material, das Strom bei Raumtemperatur verlustfrei leitet, könnte die Energieversorgung revolutionieren. Bisher verlieren solche Supraleiter ihren elektrischen Widerstand allerdings nur bei Temperaturen weit unterhalb des Gefrierpunkts – selbst sogenannte Hochtemperatur-Supraleiter. Physiker um Yvo Drees vom Max-Planck-Institut für chemische Physik fester Stoffe in Dresden haben nun die mikroskopische Ladungsverteilung in einem Material mit ähnlichen magnetischen Eigenschaften wie ein Hochtemperatur-Supraleiter untersucht und nanometergroße ladungsfreie Zonen entdeckt. Diese Erkenntnis helfe dabei, so das Team in der Zeitschrift Nature Communications, die Hochtemperatur-Supraleitung besser zu verstehen. weiterlesen…

Breites Feld von Supraleitern kann erforscht werden

Unkonventioneller Supraleiter leitet Strom bei höheren Temperaturen verlustfrei, wenn er gestaucht, bzw. gedehnt wird

Manche Supraleiter bleiben Physikern ein hartnäckiges Rätsel. Warum sie elektrischen Strom bei sehr tiefen Temperaturen ohne Widerstand leiten, lässt sich nämlich mit der gängigen Theorie der Supraleitung nicht erklären. Wenn Physiker solche unkonventionellen, also „exotischen“, Supraleiter enträtseln könnten, kämen sie der Herstellung von künstlichen Materialien näher, die Strom bei Raumtemperatur verlustfrei leiten und so beim Energiesparen helfen könnten. Forscher des Max-Planck-Institutes für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden haben nun im Rahmen einer internationalen Kooperation eine Messtechnik entwickelt, mit der sich unkonventionelle Supraleiter effizient und präzise untersuchen lassen. Bei der ersten Anwendung ihrer Druckkammer demonstrierten sie, dass der Supraleiter Strontium-Ruthenat bei deutlich höheren Temperaturen als normal supraleitend wird, wenn er gedehnt oder gestaucht wird. Dies erlaubt neue Einblicke in die Natur der Supraleitung bei diesem Material. Darüber hinaus wird die Dresdener Methode die Erforschung eines breiten Feldes von supraleitenden Materialien erleichtern, sind die Wissenschaftler überzeugt. weiterlesen…

Supraleiterkabel erfolgreich getestet

Langstrecken-Transport von erneuerbaren Energien
Erster erfolgreicher Test eines 20 kA-supraleitenden Kabels

Der wachsende Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung erfordert einen signifikanten Ausbau des Stromnetzes. Die Orte, an denen Energie aus erneuerbaren Quellen wie Wind, Sonne oder Wasser ökonomisch erzeugt werden kann (z.B. Offshore-Windparks), liegen oft weit entfernt von dicht bewohnten Gebieten, in denen die Energie benötigt wird. Darüber hinaus erhöht ein Netzausbau die notwendige Flexibilität des Systems für schwankende Ökostrom-Erzeugung und ermöglicht die Integration des steigenden Anteils erneuerbarer Energien. Der Bau neuer und effizienter Übertragungsnetze hat somit in allen Ländern, die einen höheren Anteil des grünen Stroms anstreben, hohe Priorität. Das Institute for Advanced Sustainability Studies (IASS) in Potsdam erforscht deshalb zusammen mit CERN (European Organization for Nuclear Research) die innovative technologische Option von supraleitenden Übertragungssystemen als Alternative zu etablierten Stromleitungen. Mit dem erfolgreichen Test des Prototyps eines supraleitenden Kabels, welches in der Lage ist 20 Kiloampere (kA) Strom zu führen, konnte am 20. Februar ein Meilenstein erreicht werden. Dies ist bisher weltweit einmalig. weiterlesen…

Ein Kilometer bei minus 200°

Weniger ist mehr: Supraleiter im Einsatz

Große Strommengen verlustfrei und platzsparend transportieren? Supraleiterkabel machen es möglich. Im Projekt „AmpaCity“ in Essen muss das Kabel auf der weltweit längsten Teststrecke (es verbindet auf etwa einem Kilometer Länge in der Essener Innenstadt zwei 10-KV-Umspannstationen) zeigen, ob es praxistauglich ist.  Derzeit wird das Kabel gelegt, Ende 2013 sollen die Tests starten. Projektbegleiter Prof. Mathias Noe vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik, untersucht vor allem die komplexen elektromagnetischen Vorgänge in einem Kabel, zum Beispiel die genaue Bestimmung der Wechselstromverluste und die Charakterisierung der verwendeten Leiter. weiterlesen…