導入
高温超伝導体(高-T cまたはHTS ) は、 30 Kを超える臨界超伝導温度 ( T c ) を持つ材料です。
歴史
1960 年から 1980 年まで、専門家は理論的には30 K が可能な最高温度であると信じていました。
最初の高温超伝導体は、1987 年にノーベル物理学賞を受賞したIBM研究者のカール・ミュラーとヨハネス・ベドノルツによって 1986 年に発見されました。2008 年に鉄系超伝導体が発見されるまで、「高温超伝導体」という用語は「高温超伝導体」と同等でした。銅酸化物超伝導体」（例えば、化合物BSCCOおよび YBCO の場合）。
考えられる用途
理論的には、より小さなケーブルでより多くの電力を輸送することが可能になり、たとえば高圧線の延長や埋設、遠く離れた風力発電所や太陽光発電所との接続が容易になります。磁気浮上列車は妥当なコストで時速 500 km 近くで移動できるようになり、コンピュータと計算機は超高速になります。電気モーターはより小型かつ強力になる可能性があり、MRI タイプの医療設備ではコストが削減されるでしょう。
ネクサンスは2010年、ハノーバー（ドイツ）にある同社の高電圧実験室で、数ギガワットの電力の輸送を可能にする200 kVで動作する新しい超電導ケーブルを開発し、テストに成功したと発表した（同グループによると世界初）。このケーブルには 360 kV の電圧 (動作電圧の 1.8 倍) が数時間印加されました。このシステムは公称電圧 200 kV に維持することができ、落雷や回路の開閉時に発生するサージをシミュレートしたサージにも耐えることができました。
このような直流ケーブルは、Desertec や、ニューメキシコ州クロービスにある、9.6 km の三角ネットワークを介して接続する必要がある米国トレス・アミガスの北米再生可能エネルギー交換プラットフォームなどの大規模プロジェクトのニーズを満たすことができます。 「電気パイプライン」とは、国の 3 つの主要な電力網、東部相互接続、西部相互接続、テキサス相互接続、AC/DC コンバーター (VSC) に関連する HV 超電導ケーブルです。
同社は現在、ケーブルあたり数ギガワットを伝送できるように、非常に高いアンペア数 (最大12,500 A ) をサポートできる超電導ケーブルの製造を検討しています。
定義
超電導の分野における「高温」という用語は、 -173 °Cから-123 °Cの間の温度を指します。この温度は周囲温度と比較すると非常に低いままですが、1911 年の最初の超電導体が必要とする温度 (絶対温度に近い温度) よりもはるかに低い温度です。ゼロ）。
製造業
NASAが実施した宇宙実験（シャトルによる準真空宇宙での薄膜の成長）により、フレキシブルな基盤上に数ミクロンの超電導膜を成長させる技術が誕生した。非常に高品質の酸化膜の巻き取りは2009 年にマスターされ始め、グラスファイバーで経験したものと同等の進歩が期待されています。
現在の用途
これらは特定のハイテクニーズに使用されますが、依然として高価です。
特に、冷却システムとセキュリティ システムは依然として重くて高価であり、エネルギーを消費します。
そして 1980 年代の発表以降、メーカーはまだセラミック (硬くて脆い材料) から柔軟で耐久性のあるケーブルを製造することに成功していません。しかし、グラスファイバーも初期の頃に同様の問題に悩まされており、特に NASA と超電導体の支援の下で研究が続けられています。製造会社 Metox (金属酸化物技術) は、テキサス州の超電導および先端材料研究センターを含む NASA 研究所の近くのヒューストンにあります。
第一世代のケーブルの実際の性能は理論上の可能性の 100 倍でしたが、この分野では技術が進歩しているようで、銅線と同等のコストで、室温での銅線よりも 100 倍効率的なケーブルが期待されています。 。
宇宙にはさらに興味深い使用条件が存在し、超伝導は宇宙の征服、たとえば月や火星での研究に興味深い可能性があります。