Verständnis wächst, unter welchen Bedingungen Supraleitung entsteht und wie sie sich bei praxistauglichen Temperaturen realisieren lässt
Auch die Physik kann Hinweise zum Energiesparen geben. Eine internationale Zusammenarbeit im Rahmen des Zentrums für Quantenmaterialien, das die Max Planck Gesellschaft gemeinsam mit der University of British Columbia (Kanada) betreibt, kann Materialwissenschaftlern nun Tipps für die Entwicklung von Hochtemperatur-Supraleitern geben, damit diese den Namen auch verdienen. Derzeit firmieren unter diesem Titel etwa keramische Kuprate, die ihren elektrischen Widerstand zwar bei deutlich höheren Temperaturen verlieren als konventionelle Supraleiter, aber immer noch weit unter dem Gefrierpunkt von Wasser.
Substanzen gesucht, in denen keine Ladungsdichtewellen auftreten
Die Physiker haben nun in zwei komplementären Arbeiten festgestellt, dass die Supraleitung in Kupraten bei höchstens minus 135 Grad Celsius zusammenbricht, weil sich darin Ladungsdichtewellen ausbilden. Diese periodischen Schwankungen in der Verteilung der elektrischen Ladungen zerstören die Supraleitung. Um Supraleiter zu finden, die bei praxistauglichen Temperaturen ihren Widerstand aufgeben, müssen Materialwissenschaftler daher nach Substanzen suchen, in denen die Ladungsdichtewellen nicht auftreten.
Knapp zwei Prozent der elektrischen Energie, die Kraftwerke produzieren, gehen im Stromnetz verloren. Das entspricht allein in Deutschland der Strommenge eines mittelgroßen Kohlekraftwerks. Die Verluste steigen, wenn Strom künftig etwa von großen Offshore-Windparks auch in den Süden transportiert wird. Supraleiter könnten da Abhilfe schaffen – wenn sie Strom auch noch bei sommerlichen Temperaturen ohne Verluste zum Verbraucher brächten
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