Cavi a basso costo per dare una spinta alle applicazioni energetiche

Scoperti 100 anni fa, i superconduttori sono materiali in grado di condurre l’elettricità in modo efficiente con perdite di energia molto basse rispetto ai cavi tradizionali. Attualmente utilizzati nell’imaging medico e come magneti a campo elevato nelle strutture scientifiche, possono diventare una tecnologia davvero trasformativa. Tuttavia, la sfida principale associata ai superconduttori ad alta temperatura è di formare lunghi fili e cavi a basso costo per trasportare energia in modo affidabile a grandi distanze.

Nel progetto EUROTAPES, finanziato dall’UE, i ricercatori e le aziende europee hanno unito le loro forze per superare queste limitazioni e offrire lunghi substrati da usare in nastri superconduttori a corrente elevata. EUROTAPES sta utilizzando un metodo adattato dalla stampa a getto di inchiostro per far crescere strutture multi-strato. Essi sono conduttori rivestiti (CC) basati su un substrato metallico. Il metodo riguarda la sospensione di nanoparticelle in soluzioni chimiche o colloidali e quindi la stampa degli inchiostri sulla parte superiore di ciascuno per produrre i nastri.

In particolare, gli scienziati stanno combinando tecniche di deposito fisico e chimico per produrre nastri superconduttori e nanocompositi come l’inchiostro per stamparli. I conduttori in nanocomposito sviluppati avranno grandi forze di fissaggio ed elevate correnti critiche per campi magnetici elevati e ultra-elevati, un’alta forza meccanica e una grande profondità.

Finora, il lavoro è stato rivolto allo sviluppo di nuovi avanzamenti che dovrebbero ridurre i costi di fabbricazione dei CC. Gli scienziati hanno esplorato architetture di conduttori semplificate e attuato metodologie a costo inferiore nei processi di fabbricazione di lunga durata.

Gli scienziati hanno inoltre analizzato le diverse opzioni per elaborare i fili rotondi e progettare cavi compatti dal design avanzato. È stato dimostrato che una geometria a elica porta a perdite di corrente alternata estremamente ridotte e a una capacità di trasporto migliorata. Un altro aspetto su cui ci si è concentrati è stato l’uso di processi chimici rispettosi dell’ambiente come i precursori metallici ecologici per produrre CC a basso costo.

Fatta eccezione per le applicazioni energetiche, i risultati del progetto avranno un forte impatto sulle applicazioni mediche come gli scanner per imaging a risonanza magnetica. Inoltre, i nastri superconduttori potrebbero anche offrire magneti a campo elevato per la fusione nucleare.