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Nuovo superconduttore trasporta 40 volte più elettricità di un normale cavo di rame

Scritto da Redazione di Gaianews.it il 07.09.2011
ElettroniI superconduttori sono stati a lungo un sogno della scienza per la trasmissione di energia elettrica senza dissipazione di energia. Tutavia i ricercatori hanno dovuto affrontare fino ad oggi molti ostacoli pratici, come la ricerca di materiali flessibili e convenienti. Ora i ricercatori della Tel Aviv University hanno trovato un modo per rispolverare una vecchia idea per la prossima generazione di superconduttori.Boaz Almog e Mishael Azoulay che lavorano nel gruppo del prof. Guy Deutscher alla Scuola di Fisica e Astronomia Raymond TAU e Beverly Sackler hanno sviluppato fili superconduttori utilizzando fibre fatte di singoli cristalli di zaffiro da utilizzare in cavi di alta tensione. Alla temperatura giusta, ognuno di questi sottili fili può trasportare elettricità circa 40 volte maggiore di un filo di rame delle stesse dimensioni. Questi conduttori hanno il potenziale per rivoluzionare il trasferimento di energi secondo il dott. Almog.I cavi superconduttori ad alta potenza occupano molto meno spazio e conducono l’energia in modo più efficiente, il che li rende ideali per la distribuzione attraverso reti di energia elettrica nelle città. Inoltre, essi potranno offrire un metodo più efficace per la raccolta di energia da fonti rinnovabili, come l’energia solare ed eolica. I cavi superconduttori possono essere utilizzati anche per lo stoccaggio di energia e consentono di realizzare dispositivi che aumentano la stabilità della rete elettrica.

I nuovi superconduttori sono stati presentati alla Israel Vacuum Society Conference nel giugno del 2011, e verranno presentati in occasione della Conferenza europea sulla Superconduttività Applicata questo autunno.

Battere il calore

Una delle cose che rendono i vecchi fili di rame inefficienti è il surriscaldamento, spiega il dott. Almog. Grazie alla resistenza elettrica che si incontra nel metallo, una parte dell’energia che fluisce attraverso i cavi è sprecata, causando il surriscaldamento dei fili e quindi la trasformazione di energia elettrica in calore. Ma con i superconduttori non c’è resistenza. Un sistema autonomo di raffreddamento, che richiede un flusso costante di azoto liquido, mantiene il filo al suo stato superconduttivo. Facilmente disponibile, non tossico e poco costoso – un litro di azoto costa meno del latte – l’azoto è anche un perfetto liquido refrigerante.

Anche grazie all’azoto liquido, i ricercatori faticavano però a trovare un materiale che rendesse il superconduttore ideale per il trasporto di elettroni. I superconduttori su un wafer di cristallo sono efficaci, ma troppo fragili, dice Almog, e anche se i superconduttori a forma di nastri metallici hanno avuto un certo successo, il prodotto è troppo costoso da produrre in quantità massicce per un uso industriale.

Per creare i loro superconduttori, i ricercatori si sono rivolti alle fibre di zaffiro, sviluppate dal dott. Amit Goyal Oakridge al National Lab del Tennessee (USA) che gentilmente prestate alla squadra dell’Università di Tel Aviv. Rivestiti di un impasto ceramico con una tecnica speciale, queste fibre, leggermente più spesse di un capello umano, sono dei superconduttori davvero innovativi.

Il dott. Almog e la sua squadra stanno ora mettendo insieme i pezzi per realizzare una linea di trasporto che contenga le le fibre e il circuito di refrigerazione per trasportare la quantità maggiore possibile di corrente elettrica.

Un settore in cui questi superconduttori ad esempio potrebbero dare una mano sono nella raccolta di energia da fonti rinnovabili. “Fonti come le turbine eoliche o i pannelli solari sono di solito situate in luoghi remoti, come deserti o parchi eolici in mare aperto, e ci occorre  un modo efficiente per trasportarla dove serve”, spiega il dott. Almog. Questi superconduttori possono attraversare lunghe distanze senza perdere l’energia in quanto non presentano resistenza elettrica.

I cavi superconduttori potrebbero anche essere un modo efficace per portare grandi quantità di energia nelle grandi città: “Se vuoi la fornitura di corrente per una sezione di una città come New York, avrai bisogno di cavi elettrici con una sezione trasversale totale di più di un metro da un metro. Invece i superconduttori hanno grandi capacità di trasporto utilizzando una frazione dello spazio,” dice il Almog.

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