Superwires - nanotecnologia nel settore dell'energia elettrica

Specialisti dell'Istituto di ricerca interamente russo di materiali inorganici intitolato all'Accademico A.A. Bochvara ha sviluppato la tecnologia per creare gli ultimi superfili. L'essenza della tecnologia è l'assemblaggio sequenziale di billette composite bimetalliche con la loro successiva deformazione. Ciò consente di incorporare fibre di niobio con uno spessore di soli 6-10 nm nella matrice di un normale filo di rame.

Il risultato è un filo composito con una sezione di 2 per 3 mm, in cui sono presenti fino a 400 milioni di queste fibre di niobio più fini. Il filo risultante è caratterizzato da una resistenza meccanica anomala, significativamente superiore a 500 MPa, e una conduttività elettrica del 65-85% della conduttività del rame puro, che si ottiene da una piccola distanza tra le fibre, paragonabile alla lunghezza media del percorso degli elettroni nella matrice di rame.

I super fili sono considerati fili con resistenza alla trazione superiore a 400-450 MPa, la cui conducibilità elettrica è compresa tra il 40 e l'80% del valore di questo valore del rame puro corrispondente. Nell'estate del 2012, insieme a RUSNANO, è stato lanciato in Russia lo stabilimento Nanoelectro, nell'ambito della sua attività industriale, è iniziata la produzione di tali fili nanostrutturati ad altissima resistenza con un volume pianificato fino a 50 tonnellate all'anno.

Il budget del progetto ammontava a 1,02 miliardi di rubli. Un certo numero di società straniere, comprese le imprese di costruzione navale, hanno il proprio interesse nell'acquisizione di super-fili di fabbricazione russa, poiché i nuovi prodotti superano significativamente i loro analoghi esistenti sul mercato.

Oggi, i superfili sono necessari principalmente dagli scienziati per creare elettromagneti super potenti. I partner del progetto sono: CERN, Kurchatov Institute, National Laboratory of High Magnetic Fields, Los Alamos, USA, Rossendorf Research Center, Dresda, Germania, Russian Railways, VNIIKP, ALPHISICA GmbH.

Nel marzo 2012, è stato nel laboratorio di Los Alamos che è stato stabilito un record mondiale, in cui un elettromagnete basato su super fili russi ha mostrato un'induzione di 100 Tesla, che è 2 milioni di volte maggiore del campo magnetico terrestre. Inoltre, industrie come la robotica, la microelettronica, la costruzione navale, la costruzione di aeromobili e altre importanti industrie ad alta tecnologia sono interessate all'utilizzo dei superfili.

Se si confronta il nuovo materiale composito con rame, bronzo, ottone, i vantaggi diventeranno evidenti. Il rame puro ha un'eccezionale conduttività elettrica (inferiore all'argento), ma la resistenza alla trazione del rame è solo di 220-270 MPa.

La conducibilità del bronzo è solo il 17% della conducibilità del rame puro, ma la resistenza alla trazione di 400-970 MPa. L'ottone ha una resistenza alla trazione di 380-880 MPa, ma la sua conduttività elettrica è 2 volte inferiore alla conduttività elettrica del rame.

Per quanto riguarda il nuovo materiale dei superconduttori, la resistenza alla trazione qui raggiunge i 1200 MPa e la conducibilità elettrica è solo leggermente inferiore alla conducibilità elettrica del rame.

Quindi i superconduttori con elevate caratteristiche meccaniche sono semplicemente indispensabili per i magneti ad impulso ad alto campo e gli induttori magneto-impulsi, per la tecnologia aeronautica e spaziale, per l'industria della marina e della difesa, nonché i fili di contatto per i treni ad alta velocità.

La forza dei fili è importante anche semplicemente nelle nostre condizioni climatiche, dove la neve bagnata e un vento squallido spesso portano a interruzioni della linea elettrica, che è piena di blackout negli insediamenti e lunghi lavori di riparazione. Nel tempo, i fili nanostrutturati aiuteranno quasi sicuramente a risolvere questo problema.

Vedi anche:Nanogeneratori - generatori di energia universali

Comments

[#1]

va tutto bene, ma non si dice nulla sul costo

[#2]

Con tutti i vantaggi di questi fili, il loro principale svantaggio è il peso elevato, che è un parametro critico per le linee elettriche e il loro costo, che è molte volte superiore al costo dei fili tradizionali.