По мере того, как мы все больше движемся к возобновляемым источникам энергии, таким как ветряные турбины, нам потребуются самые лучшие средства передачи электроэнергии от них в наши города. Новый изоляционный материал для кабелей может позволить нам сделать это намного эффективнее.
Одна из проблем с передачей электроэнергии по линиям электропередачи заключается в том, что чем дальше должен проходить ток, тем большее количество энергии он теряет по этим линиям.
Повышение напряжения помогает решить эту проблему, но для этого требуется использование кабелей ысоковольтной линии электропередачи постоянного тока (high voltage direct current, HVDC). У них есть собственный ограничивающий фактор, заключающийся в том, что при слишком высоком напряжении слой изоляционного материала внутри них может пробиваться.
Пытаясь решить эту проблему, ученые из шведского университета Чалмерса обратились к сопряженному полимеру, известному как поли (3-гексилтиофен) - или сокращенно P3HT. Этот материал ранее использовался в различных областях, от замены сетчатки до более дешевых и эффективных солнечных батарей.
Для исследования P3HT был добавлен к полиэтилену, который уже используется для изоляции в кабелях HVDC, в соотношении всего пять частей на миллион. Когда полученный композитный материал был протестирован, было обнаружено, что он имеет только одну треть электропроводности чистой полиэтиленовой изоляции. И хотя ранее исследовались другие добавки как средства снижения проводимости, требовалось их значительно большее количество.
Хотя требуются дополнительные исследования, результаты исследования показывают, что кабели HVDC, содержащие P3HT в своей изоляции, могут выдерживать гораздо более высокие напряжения, чем это возможно в настоящее время, что дополнительно минимизирует потери энергии в токе, который они проводят.
«Мы надеемся, что это исследование действительно откроет новую область исследований, вдохновив других исследователей на разработку и оптимизацию пластмасс с улучшенными электрическими свойствами для транспортировки и хранения энергии», - говорит ведущий ученый, профессор Кристиан Мюллер.
Исследование описано в статье, недавно опубликованной в журнале Advanced Materials.
Источник: New Atlas / Chalmers University
