Supraleiter, die bei normaler Umgebungstemperatur und normalem Druck funktionieren können, gelten seit langem als der heilige Gral der Physik und versprechen, alles zu revolutionieren, von der Stromübertragung und dem Transport bis hin zu Elektronik und Kernfusion, und das alles aufgrund der Eigenschaft des Wundermaterials, dem praktisch keinen Widerstand entgegenzusetzen der Durchgang von elektrischem Strom.
Ein kürzlich veröffentlichter Artikel gab uns einige der bisher verlockendsten Anzeichen für die Verwirklichung dieses lang gehegten Traums. Angesichts der Tatsache, dass eines der Kernergebnisse der Arbeit kürzlich bestätigt wurde, bleibt die Studie durchaus vielversprechend.
Das bisher vielversprechendste Papier zur Raumtemperatur-Supraleitung
Bereits im März 2023 gründete ein Team der University of Rochester (UoR) unter der Leitung von Ranga P. Dias gemeldet Nachweis der Supraleitung bei 20,85 Grad Celsius in einer mit Stickstoff dotierten Lutetiumhydridverbindung. Einziger Vorbehalt: Die Supraleitung erforderte in der Studie einen Druck von 10 Kilobar oder 9.900 Atmosphären. Bedenken Sie, dass die neueste Arbeit des Teams eine Fortsetzung einer früheren Arbeit aus dem Jahr 2020 ist zurückgezogen aufgrund von Problemen bei der Verarbeitung und Analyse der Daten für diese Studie.
Im Mai 2023 ein Team von Physikern der Universität Nanjing versucht, aber gescheitert um die Ergebnisse der UoR-Studie zu reproduzieren. Während es dem Nanjing-Team gelang, eine Verbindung herzustellen, die der in der UoR-Studie postulierten ähnelte, zeigte das Material selbst bei extrem kalten Temperaturen keine Supraleitung. Entscheidend ist, dass das Nanjing-Team die UoR-Studie nicht völlig ablehnte, sondern auf die Möglichkeit hinwies, dass in ihrer Verbindung aufgrund der fehlenden Supraleitung möglicherweise eine unzureichende Menge des Stickstoffdotierstoffs vorhanden sei.
Dann, im Juni 2023, sorgte eine Gruppe von Forschern der University of Illinois für die nächste große Welle dieser interessanten Saga. Das Team hat es geschafft verifizieren das Verschwinden des elektrischen Widerstands in der in der UoR-Studie identifizierten Verbindung, was den Bemühungen von Dias in diesem Prozess einen enormen Schub verleiht. Beachten Sie, dass dieses Phänomen bei einer Temperatur von 2,78 Grad Celsius beobachtet wurde, eine erhebliche Abweichung von der in der UoR-Studie genannten Umgebungstemperatur.
Es bleibt abzuwarten, ob sich das silberweiße Seltenerdmetall Lutetium als der heilige Gral der Raumtemperatur-Supraleitung erweist. Seine Aussichten scheinen nach der Quasi-Bestätigung durch die Forscher der University of Illinois sicherlich besser zu sein.
Wie würde also eine Welt aussehen, die von Raumtemperatur-Supraleitern dominiert wird? Lass es uns herausfinden.
Supraleiter können die Welt, wie wir sie kennen, verändern
In Indien mit seiner maroden elektrischen Infrastruktur kommt es zu Stromübertragungsverlusten bis zu 30 Prozent! In einer Welt, die von Supraleitern dominiert wird, gäbe es solche Übertragungsverluste nicht, wodurch viele freie Kapazitäten frei würden, die dann ungenutzt genutzt werden könnten, um die Kohlenstoffemissionen der auf fossilen Brennstoffen basierenden Kraftwerke Indiens zu reduzieren. Selbst in den USA können die Stromübertragungsverluste variieren zwischen 2 und 6 Prozent – eine wesentliche Kennzahl, wenn es darum geht, den CO2-Fußabdruck unseres Energienetzes zu reduzieren.
Natürlich wären Maglev-Züge (Magnetschwebebahnen) allgegenwärtig, wenn Supraleiter frei verfügbar wären. Diese Züge basieren auf zwei Sätzen Elektromagneten, wobei ein Satz den Zug mithilfe der magnetischen Abstoßungskraft auf bestimmten Gleisen über Wasser hält, während der andere Satz den Zug vorwärts treibt. Aufgrund des fehlenden Kontakts zwischen Zug und Gleis sind Magnetschwebebahnen recht energieeffizient. Mit dem Aufkommen von Raumtemperatur-Supraleitern würden die Kosten für den Betrieb solcher Züge jedoch drastisch sinken, da es in den Elektromagneten keine Stromverluste mehr gibt.
Wenn Supraleiter allgegenwärtig würden, würde alles, von Elektromotoren bis hin zu Alltagsgeräten, viel energieeffizienter werden. Tatsächlich könnten Raumtemperatur-Supraleiter durchaus eine Voraussetzung dafür sein, dass die Menschheit als Ganzes ihre Null-Kohlenstoff-Ziele erreichen kann.
Eine der entscheidendsten Auswirkungen von Raumtemperatur-Supraleitern würde sich wahrscheinlich im Bereich der Kernfusion ergeben. Wenn eine große Strommenge durch einen bestimmten Draht geleitet werden kann, ohne dass durch den elektrischen Widerstand Abwärme entsteht, könnten extrem leistungsstarke Elektromagnete zu vertretbaren Kosten hergestellt werden. Diese Magnete könnten dann verwendet werden, um Plasma auf kleinstem Raum einzuschließen und so den nötigen Anstoß zu geben, um eine Kernfusionsreaktion in Gang zu setzen, und das damit verbundene Versprechen einer nahezu unbegrenzten Energie.
Glauben Sie, dass Raumtemperatur-Supraleiter bald Realität werden? Teilen Sie uns Ihre Meinung im Kommentarbereich unten mit.