Επιστήμη

Νέες δυνατότητες για υπεραγωγούς μετά το παγκόσμιο ρεκόρ

Νέες δυνατότητες για υπεραγωγούς μετά το παγκόσμιο ρεκόρ


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Οι ερευνητές στο Cambridge έχουν παγιδεύσει με επιτυχία ένα μαγνητικό πεδίο με ισχύ17.6 Τέσλα, χτυπώντας το17,2 Τέσλα του προηγούμενου δίσκου που παρέμεινε ισχυρός για 11 χρόνια. Χρησιμοποίησαν έναν υπεραγωγό υψηλής θερμοκρασίας γαδολίνιου οξειδίου του χαλκού, ο οποίος σε σύγκριση με έναν κανονικό μαγνήτη ψυγείου, έχει περίπου 100 φορές τη δύναμη.

[Πηγή εικόνας: Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ]

Η έρευνα δείχνει το δυναμικό των υπεραγωγών υψηλής θερμοκρασίας όταν πρόκειται για εφαρμογές σε πολλούς τομείς. Αυτό περιλαμβάνει σφόνδυλους για αποθήκευση ενέργειας μαζί με μαγνητικούς διαχωριστές που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη βελτίωση των ορυκτών και τον έλεγχο της ρύπανσης. Αχ και να μην ξεχνάμε τα τρένα MagLev, αιωρούμενα τρένα μονοτρόχιων σιδηροδρόμων που ταξιδεύουν με υψηλές ταχύτητες.

Οι υπεραγωγοί μεταφέρουν ηλεκτρικά ρεύματα που έχουν ελάχιστη ή καθόλου αντίσταση όταν ψύχονται σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία. Συνήθως, πρέπει να ψύχονται σχεδόν στο απόλυτο μηδέν πριν από την υπεραγωγιμότητα. οι υπεραγωγοί υψηλής θερμοκρασίας διεξάγουν πάνω από το σημείο βρασμού του υγρού αζώτου, που είναι -196 βαθμός Κελσίου.

Συνήθως οι υπεραγωγοί χρησιμοποιούνται για ιατρικές εφαρμογές, αυτό περιλαμβάνει εξοπλισμό όπως σαρωτές μαγνητικής τομογραφίας. Στο μέλλον, οι υπεραγωγοί θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως τρόπος αύξησης της ενεργειακής απόδοσης και ταυτόχρονα με την προστασία του εθνικού δικτύου. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα σε υψηλή απόδοση.

Το ρεύμα του υπεραγωγού είναι ικανό να δημιουργήσει ένα μαγνητικό πεδίο, με όσο περισσότερη ισχύ πεδίου διαθέτει, τόσο περισσότερο ρεύμα μπορεί να μεταφέρει. Οι τελευταίοι υπεραγωγοί είναι σε θέση να διαχειριστούν ένα ρεύμα που είναι περίπου 100 φορές περισσότερο από το χαλκό και ως εκ τούτου, έχουν πολύ περισσότερα πλεονεκτήματα απόδοσης από τους μόνιμους μαγνήτες ή τους συμβατικούς αγωγούς.

Οι ερευνητές κατάφεραν να επιτύχουν το ρεκόρ χάρη στη χρήση δειγμάτων GdBCO του 25 mm σε διάμετρο, υπεραγωγούς υψηλής θερμοκρασίας μέσω ενός μεγάλου μονού κόκκου και χρησιμοποιώντας μια μέθοδο επεξεργασίας τήγματος που έχει καθιερωθεί. Το προηγούμενο ρεκόρ δημιουργήθηκε 2003 στο 17.2 Τέσλα από τον καθηγητή Masato Murakami από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας Shibaura στην Ιαπωνία. Η ομάδα χρησιμοποίησε έναν εξειδικευμένο υπεραγωγό που είχε λεπτές διαφορές στη δομή και τη σύνθεση.

"Το γεγονός ότι αυτός ο δίσκος ισχύει εδώ και τόσο καιρό δείχνει πόσο απαιτητικό είναι αυτό το πεδίο", δήλωσε ο καθηγητής David Cardwell του Τμήματος Μηχανικών του Cambridge, ηγέτης της έρευνας, σε συνεργασία με την Boeing και το Εθνικό Εργαστήριο Μαγνητών Υψηλού Πεδίου στο Πανεπιστήμιο της Φλόριντα."Υπάρχουν πραγματικά πιθανά κέρδη που μπορούν να επιτευχθούν με ακόμη και μικρές αυξήσεις στον τομέα."

Η ομάδα πρέπει να χρησιμοποιήσει υλικά που είναι γνωστά ως cuprates, προκειμένου να περιέχει ένα μεγάλο πεδίο που ήταν τόσο μεγάλο, αυτά είναι λεπτά φύλλα χαλκού και οξυγόνου. Αυτοί ήταν οι πρώτοι υπεραγωγοί υψηλής θερμοκρασίας που ανακαλύφθηκαν. Έχουν επίσης τη δυνατότητα να μπορούν να χρησιμοποιηθούν ευρύτερα όταν πρόκειται για ιατρικές και επιστημονικές εφαρμογές.

Έχουν εξαιρετικές δυνατότητες για πρακτικές εφαρμογές. Ωστόσο, το μειονέκτημα είναι ότι είναι εύθραυστα. Μπορούν να συγκριθούν με ξηρά ζυμαρικά, τα οποία σπάνε όταν λυγίζουν. Οι ερευνητές χρειάστηκαν να τροποποιήσουν τη μικροδομή του GdBCO, έτσι ώστε να αυξήσουν το ρεύμα που μεταφέρει μαζί με τη θερμική απόδοση, ενισχύοντας το με ένα δακτύλιο από ανοξείδωτο χάλυβα και συρρικνώνοντας το τυλίγοντας τους μεμονωμένους κόκκους. Ο Δρ John Durrell είπε ότι αυτό ήταν ένα πολύ σημαντικό βήμα για τη λήψη των αποτελεσμάτων.

"Αυτό το έργο θα μπορούσε να προειδοποιήσει την άφιξη υπεραγωγών σε πραγματικές εφαρμογές, " είπε ο καθηγητής Cardwell, επικεφαλής του Τμήματος Μηχανικών. "Για να δούμε τους υπεραγωγούς χύδην που χρησιμοποιούνται για καθημερινή χρήση, χρειαζόμαστε μεγάλους κόκκους υπεραγωγού υλικού με τις απαιτούμενες ιδιότητες που μπορούν να κατασκευαστούν με σχετικά τυπικές διαδικασίες."

Ειπώθηκε ότι πολλές εξειδικευμένες εφαρμογές αναπτύσσονται αυτή τη στιγμή από την ομάδα και ότι τα επόμενα πέντε χρόνια μπορεί να παρατηρηθεί ευρεία εμπορική εφαρμογή των υπεραγωγών.

"Αυτό το ρεκόρ δεν θα μπορούσε να επιτευχθεί χωρίς την υποστήριξη των ακαδημαϊκών και βιομηχανικών συναδέλφων και συνεργατών μας,"είπε ο Κάρντγουελ."Ήταν μια πραγματική ομαδική προσπάθεια, και ελπίζουμε ότι θα φέρει αυτά τα υλικά ένα σημαντικό βήμα πιο κοντά σε πρακτικές εφαρμογές."

"Η Boeing συνεχίζει να βλέπει πρακτικές εφαρμογές για αυτήν την υπεραγώγιμη έρευνα υλικού και είμαστε ενθουσιασμένοι για τις δυνατότητες που επέτρεψαν οι πρόσφατες εξελίξεις που επέτυχε η ομάδα του Cambridge, δήλωσε ο Patrick Stokes, ηγέτης του ερευνητικού χαρτοφυλακίου που χρηματοδοτείται από την Boeing στο Πανεπιστήμιο Cambridge.


Δες το βίντεο: Trakter mini racing (Δεκέμβριος 2022).