Energieblog
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Neue Generation Supraleiter: Energie sparen
Sollte in ein paar Jahren tatsächlich die neue Supraleiter-Technologie nutzbar sein, wird sich auch das Interesse an ihnen verstärken. Professorin Maria Roser Valenti vom Frankfurter Institut für Theoretische Physik denkt schon weiter voraus: “Vielleicht könnten sogar die Gleise der japanischen Magnetschwebebahnen aus den neuen Supraleitern bestehen. Die Züge würden dann ohne Widerstand auf den Schienen gleiten.” Unter anderem werden Supraleiter, welche ohne Widerstand Strom weiterleiten, in großen Magneten, wie beispielsweise im Europäischen Kernforschungszentrum Cern, jedoch auch in Stromleitungen sowie Kernfusionsreaktoren eingesetzt.
Zur Zeit forschen weltweit Wissenschaftler emsig an der neuen Generation Supraleiter, welche weniger Energie benötigen als ihre Vorgänger, die klassischen Supraleiter. Zudem muss bei dieser neuen bzw. verbesserten Technologie auch keine Kühlung mehr mit flüssigem Helium erfolgen, da bei den neuen Supraleitern die Elektronen bereits reibungslos bei Temperaturen zwischen minus 218 und minus 247 Grad Celsius fließen. Um den Strom ohne Widerstand zum Fließen zu bringen, genügt infolge dessen der bloße Einsatz von flüssigem Stickstoff, dessen Kosten bedeutend unter denen für Helium liegen.
Die neuen Supraleiter sind konstruiert aus einer Eisen-Arsen-Legierung und kombiniert mit Klaium, Samarium oder Barium und Sauerstoff. Im Gegensatz zu dem auch als Kuprate bezeichneten Supraleiter-Typ, welcher, zurückzuführen auf seine keramische Sprödigkeit, nur sehr schwer zu verarbeiten ist, sind die neuen Supraleiter zu Drähten formbar und somit sehr gut geeignet zur Verwendung in Stromkabeln. Vor einem Einsatz in der Praxis müssen die Eigenschaften der neuen und empfindlichen Supraleiter zunächst noch perfektioniert werden, zudem erforschen die Wissenschaftler umfassend die Reaktion auf äußere Einflüsse.
Eine tiefe Temperatur ist entscheidend
Um eine gezielte Verbesserung der Materialeigenschaften zu erreichen, untersucht das Team der Frankfurter Wissenschaftlerin den der neuen Supraleitung zugrunde liegenden Mechanismus. Das Team ist nunmehr in seinen umfassenden Forschungen und Tests um einiges voran gekommen. “Wenn bei tiefen Temperaturen die Elektronenzahl oder der Druck erhöht wird, verliert das Material seine magnetische Eigenschaft und wird supraleitend,” so Professorin Valenti. Valenti sagt weiter, dass sich die Forschung noch in der Anfangsphase befände, jedoch publizieren Forscher in China, Japan, Frankreich, den USA und Deutschland nahezu täglich Artikel zu diesem Thema. Die Professorin schätzt, dass daher in einem Zeitraum von drei bis fünf Jahren die Grundlagenforschung so weit vorangeschritten und ausgereift sei, dass dann einem Einsatz der neuen Supraleiter in der Praxis nichts mehr im Wege stehe.