Ewolucja kabli zasilających jeszcze się nie zakończyła

Ewolucja kabli zasilających jeszcze się nie zakończyła

Naukowcy materiałowi z amerykańskiego laboratorium Ames Lab szukają sposobów na udoskonalenie kabli zasilających wytwarzanych z kompozytu wapnia z aluminium. Tego typu kable będą lżejsze i mocniejsze, a ich przewodnictwo wzrośnie o 10% w przypadku pracy z prądem stałym. W przypadku prądu zmiennego przewodność będzie oscylować w podobnych granicach jak obecnych przewodów.

Kable stosowane w dzisiejszych czasach – wykonane z aluminium ze stalowym rdzeniem – są standardem od prawie pół wieku. Stanowią najlepszą myśl inżynierską lat sześćdziesiątych, ale są klasycznym przykładem inżynierii „kompromisów".

Najlepszym rozwiązaniem byłoby zastosowanie czystego aluminium. Materiał ten ma doskonałą przewodność, jest łatwy w obróbce i niedrogi. Niestety jego słaba struktura mechaniczna wyklucza jego użycie jako niezależnego przewodnika. Konieczne jest dodanie stalowego rdzenia, który niestety zwiększa wagę kabla oraz utrudnia jego produkcję.

Dzisiejsze przewodniki pozwalają na dobry przepływ prądu, ponieważ płynie on po zewnętrznej aluminiowej warstwie kabla. W stalowym rdzeniu jest on prawie nieobecny, w związku z tym celem laboratorium jest stworzenie rozsądnej alternatywy dla tradycyjnej konstrukcji.

Szef zespołu badawczego, dr Russell, wraz ze swoimi kolegami uważa, że dodanie małych cząstek wapnia do aluminium pozwala zmniejszyć masę przewodnika oraz koszty budowy nowych napowietrznych linii energetycznych ze stalowym rdzeniem, które mogą spaść aż o połowę.

Wapń jest ogólnodostępny, więc i niedrogi. Problemem jest jednak uzyskanie proszku o odpowiedniej ziarnistości. Kluczem, bowiem, do wytrzymałości kompozytu jest odpowiedni rozmiar cząstek wapnia. Na dodatek wapń silnie reaguje z wodą – problemem, więc staje się wilgotność środowiska, w którym znajdzie się kabel. Wiąże się z tym nawet ryzyko wybuchu, ale istnieje głównie podczas procesu jego produkcji.

Do tej pory udało się wyodrębnić cząstki wapnia wielkości nanometrów, ale naukowcy nie ustają w pracach nad skalowalnością procesu. Do tego celu, amerykanie wykorzystują specjalną wirówkę.

Russell powiedział, że zespół badaczy będzie zbierał kolejne dane do prac w ciągu następnego roku. Jest przekonany, że spotkają się z pozytywnymi wynikami i zainteresowaniem ze strony przemysłu.

(rr)