Con solo 0,2 micrones de espesor, EUA rompe récord con un cable superconductor transportaba corrientes que normalmente se logran con cables HTS diez veces más gruesos.
El equipo de investigación dirigido por Amit Goyal, un distinguido profesor del Departamento de Ingeniería Química y Biológica de EE. UU. de la Universidad de Buffalo, ha desarrollado el cable superconductor de alta temperatura (HTS) de mayor rendimiento del mundo.
¿Cómo funciona?
El cable funciona a temperaturas de -451 a -321 grados Fahrenheit (-268 a -196 grados Celsius), que sigue siendo extremadamente fría pero más alta que las temperaturas del cero absoluto a las que trabajan otros materiales superconductores.
Los cables HTS podrían ser un componente crítico de nuestro futuro energético, ya que la tecnología puede facilitar la transmisión de electricidad con resistencia cero.
Sin embargo, sus aplicaciones van más allá de la transmisión de energía sin pérdidas hasta duplicar la producción de energía de los parques eólicos marinos, construir sistemas de almacenamiento de energía magnéticos superconductores y otras infraestructuras energéticas.
En los últimos tiempos, los cables HTS también han encontrado aplicaciones en reactores de fusión nuclear y técnicas de espectroscopía e imágenes de próxima generación.
Si bien los cables HTS ofrecen la ventaja de temperaturas de funcionamiento relativamente más cálidas, su fabricación sigue siendo costosa.
Aquí es donde los investigadores de la Universidad de Buffalo (UB) han logrado un avance importante
¿Cómo se hizo el cable HTS?
En todo el mundo, las empresas dedicadas a la fabricación de cables HTS utilizan tecnología de sustratos texturizados biaxialmente (RABiTS), tecnología de MgO de deposición asistida por haz de iones (IBAD) habilitada por LMOe o tecnología de defectos nanocolumnares en espacios a nanoescala.
Curiosamente, todas estas tecnologías han sido desarrolladas por investigadores de la UB bajo el liderazgo de Goyal.
En su enfoque reciente, los investigadores combinaron la tecnología IBAD con la tecnología de defectos nanocolumnares.
El último método utiliza separación de fases simultánea y autoensamblaje impulsado por tensión, lo que permite incorporar materiales aislantes o superconductores al superconductor.
Los defectos a nanoescala introducidos de esta manera crean vórtices superconductores que permiten que fluyan supercorrientes más altas.
Los investigadores utilizaron un sistema avanzado de deposición por láser pulsado para hacer una película HTS en un alambre de óxido de cobre y bario de tierras raras (REBCO).
Rendimiento del cable HTS
Con su reciente innovación, los investigadores alcanzaron la densidad de corriente crítica y la fuerza de fijación más altas para todos los campos magnéticos y temperaturas de 5 kelvin a 77 kelvin (-451 a -321 grados Fahrenheit).
A 4,2 Kelvin, el cable demostró un transporte de 190 millones de amperios por centímetro cuadrado sin ningún campo magnético externo, también conocido como campo propio.
A medida que la temperatura aumentó a 20 kelvin, la temperatura en las reacciones de fusión comerciales, los cables transportaron 150 millones de amperios por centímetro cuadrado de campo propio y más de 60 millones de amperios por centímetro cuadrado a 7 tesla.
La característica notable de este logro es el espesor de la película HTS, que tenía solo 0,2 micrones pero transportaba corrientes que normalmente se logran con un cable HTS diez veces más grueso.
Fuente: Phys.org
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