Kable CroCo

Opracowano kable umożliwiające przesył dużych wartości prądu, na potrzeby m.in. elektrowni działających w oparciu o syntezę jądrową.

Badacze ze Szwecji zdobyli nagrodę Unii Europejskiej za innowacje w syntezie jądrowej w wysokości €50 000, za opracowanie kabla ceramiczno-miedzianego, zdolnego przenosić prąd do 100 razy większy niż konwencjonalne, niechłodzone kable.

Materiał nazwany „cross conductor”, lub CroCo wykorzystuje nadprzewodzący materiał ceramiczny, uformowany w kształt krzyża, umieszczony wewnątrz kabla miedzianego.

Według badaczy z Instytutu Fizyki Technicznej na Karlsruhe Institute of Technology (KIT), kable CroCo mogą być podstawowym elementem przyszłych elektrowni działających w oparciu o syntezę jądrową, obiektów przemysłowych lub sieci DC.

Dr Walter Fietz z KIT: „nasz nowatorski projekt przewodu o przekroju w kształcie krzyża jest w stanie efektywnie przewodzić większy prądu niż odpowiadające przewody konwencjonalne oraz jest bardzo łatwy w produkcji. Nagroda UE dowodzi jego wysokiego potencjału zastosowania.”

Wysokotemperaturowe nadprzewodniki to materiały ceramiczne, zdolne przewodzić prąd przy zerowej rezystancji, w temperaturze ok. minus 200 stopni Celsjusza. Dłuższe odcinki takiego przewodu mogą być wyprodukowane tylko jako cienkie, o grubości rzędu mikrometrów, powłoki metalowych taśm.

cross-conductor

cross-conductor_2

(Źródło: Karlsruhe Institute of Technology)

CroCo składa się z dwóch wysokotemperaturowych, nadprzewodzących taśm o różnej szerokości nałożonych na siebie i zlutowanych na całej długości formując krzyż. Taśmy są lekko skręcone, w celu optymalizacji właściwości magnetycznych przewodnika. Przewodnik jest umieszczony w miedzianym kanale, przerwa między krzyżem a kanałem jest wypełniona cyną. Fietz: „W ten sposób, płaski, uformowany w kształt taśmy nadprzewodnik jest używany do produkcji okrągłego kabla, którego kształt ułatwia dalszą obróbkę w standardowych procesach.”

W elektrowniach działających w oparciu o fuzję jądrową, takich jak reaktor ITER budowany w Cadarache, we Francji, kable wysokoprądowe, przewodzące do 68 000 amperów będą konieczne w celu zasilenia nadprzewodzących cewek generujących pole magnetyczne umożliwiające uwięzienie plazmy.

Kable o obciążalności prądowej od 10 000 do ponad 100 000 amperów prądu stałego są potrzebne również w energochłonnych gałęziach przemysłu, takich jak huty aluminium, serwerownie, zakłady elektrolitycznego osadzania pierwiastków chemicznych lub produkcja energii w morskich elektrowniach wiatrowych. Kable nadprzewodzące w przyszłości mogą być również wykorzystywane w celach tworzenia sieci napięcia stałego do transportu energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych do odbiorcy bez strat przesyłowych.

Pierwotny pomysł otoczenia płaskich, nadprzewodzących taśm miedzią, w celu uformowania walca był opracowany przez Szwajcarskie Centrum Plazmy (Swiss Plasma Center) i rozwijany przez Fietza i Dr Michaela Wolfa z KIT.

Złożone zostało zgłoszenie patentowe dla zakładu, który wyprodukował prototyp, w celu przemysłowej produkcji przewodów CroCo.