ヒューストン大学の研究者は、室温超伝導の限界を探っています。
簡単に言えば、XNUMXつ以上の物体間の超伝導は無駄な電力がゼロであることを意味します。 これは、エネルギーを失うことなく、これらのオブジェクト間で電気が転送されていることを意味します。
鉛や水銀などの多くの天然元素や鉱物は、超伝導特性を持っています。 また、MRI装置、リニアモーターカー、電気モーター、発電機など、現在超電導特性を備えた材料を使用している最新のアプリケーションがあります。
通常、材料の超伝導は、低温環境または高温、非常に高い圧力で発生します。 今日の超伝導の聖杯は、加圧されていない室温環境で互いにエネルギーを伝達できる材料を見つけたり作成したりすることです。
室温での超伝導体の効率を大規模に適用して、産業、商業、輸送向けの高効率の送電システムを作成できれば、革命的なものになるでしょう。 大気圧での室温超伝導体の技術の展開は、その持続可能な開発のために私たちの世界の電化を加速するでしょう。 この技術により、私たちはより多くの仕事をし、より少ない天然資源をより少ない廃棄物で使用して環境を保護することができます。
開発のさまざまな段階で、送電用の超電導材料システムがいくつかあります。 その間、ヒューストン大学の研究者は、室温および大気圧環境での超伝導を探すための実験を行っています。
朱経武、テキサス超伝導センターの創設ディレクター兼チーフサイエンティスト UH 研究助教のLiangziDengは、構造が単純でTcが優れているため、実験にFeSe(鉄(II)セレン化鉄)を選択しました。超電導臨界温度)圧力下での強化。
ChuとDengは、圧力急冷プロセス(PQP)を開発しました。このプロセスでは、最初にサンプルに室温で圧力を加えて超伝導を高め、選択した低温に冷却してから、加えた圧力を完全に解放します。強化された超伝導特性。
PQPの概念は新しいものではありませんが、Chu and DengのPQPは、大気圧で高温超伝導体(HTS)の高圧増強超伝導を維持するために使用されたのは初めてです。 調査結果は、 超電導と新規磁性のジャーナル.
「私たちは送電中に電力の約10%を浪費しています。これは膨大な数です。 エネルギーを無駄にせずに送電する超伝導体があれば、基本的に世界を変え、輸送と送電に革命を起こすだろう」とチュー氏は語った。 「このプロセスを使用できれば、エネルギーを失うことなく、電気を生成した場所から数千マイル離れた場所まで電気を伝達できる材料を作成できます。」
彼らのプロセスは、カリフォルニア工科大学の著名な材料科学者、エンジニア、冶金学者である故Pol Duwezに触発され、工業用途で使用される合金のほとんどは大気圧と室温で準安定または化学的に不安定であると指摘しました。準安定相は、安定相に欠けている望ましいおよび/または強化された特性を持っている、とChuとDengは彼らの研究で指摘しました。
これらの材料の例には、ダイヤモンド、高温3D印刷材料、黒リン、さらにはベリリウム銅が含まれます。これらは、石油リグや穀物倉庫などの爆発性の高い環境で使用するツールの製造に特に使用されます。
「この実験の最終的な目標は、材料の超伝導特性を維持しながら、温度を室温以上に上げることでした」とChu氏は述べています。 「それが達成できれば、MRI装置のような超電導材料を使用した機械を操作するために極低温が不要になります。そのため、私たちはこれに興奮しています。」
参考:CW Chu、LZ Deng、Z。Wuによる「高温および室温超伝導体における高圧誘導相の保持と研究」、20年2022月XNUMX日、 超電導と新規磁性のジャーナル.
DOI: 10.1007/s10948-021-06117-0