Wissenschaft
Menschen Wissenschaft Politik Mystery Kriminalfälle Spiritualität Verschwörungen Technologie Ufologie Natur Umfragen Unterhaltung
weitere Rubriken
PhilosophieTräumeOrteEsoterikLiteraturAstronomieHelpdeskGruppenGamingFilmeMusikClashVerbesserungenAllmysteryEnglish
Diskussions-Übersichten
BesuchtTeilgenommenAlleNeueGeschlossenLesenswertSchlüsselwörter
Schiebe oft benutzte Tabs in die Navigationsleiste (zurücksetzen).

Supraleiter Teststrecke in Japan

13 Beiträge ▪ Schlüsselwörter: Japan, Supraleiter ▪ Abonnieren: Feed E-Mail
Seite 1 von 1
prayer Diskussionsleiter
ehemaliges Mitglied

Link kopieren
Lesezeichen setzen

Supraleiter Teststrecke in Japan

23.09.2005 um 05:33
Forscher sieht Technologie der Hochtemperatur-Supraleitung vor Durchbruch
Vielfache Einsatzgebiete, zum Beispiel bei elektrischen Antrieben



Wien - Noch wird das Phänomen der so genannten Supraleitung im industriellen Maßstab in erster Linie für Magnetresonanz-Tomografen (MRT) und ansonsten bestenfalls noch für Teilchenbeschleuniger eingesetzt. Durch wissenschaftliche Fortschritte beim Einsatz von so genannten Hochtemperatur-Supraleitern aus Keramik steht nun der Durchbruch der Technologie auch in anderen Bereichen bevor. So wurde etwa in Japan eine 500 Meter lange Teststrecke zur - widerstandslosen - Übertragung von Strom errichtet, berichtete Harald Weber vom Atominstitut der Österreichischen Universitäten im Gespräch.

Supraleitung wurde bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts entdeckt. Dabei zeigte sich, dass viele Metalle beim Unterschreiten einer sehr niedrigen Temperatur - nahe dem absoluten Nullpunkt von Minus 273 Grad Celsius oder Null Kelvin - plötzlich ihren elektrischen Widerstand verlieren. Leitet man Strom durch das Metall in diesem Zustand, so fließt dieser ohne jegliche Verluste.

Theorie

Theoretisch ist das Phänomen der Tieftemperatur-Supraleitung laut Weber heute sehr gut verstanden. Es ist eng verknüpft mit dem Bose-Einstein-Kondensat (BEC), ein eigener Zustand der Materie, der ebenfalls nur bei sehr tiefen Temperaturen auftritt. Dabei geraten Teilchen unter der kritischen Temperatur alle in den Zustand niedrigster Energie. Sie verlieren gleichsam ihre Individualität und funktionieren plötzlich wie Lichtteilchen in einen Laser völlig im Gleichschritt.

Laut Quantengesetzen sollte das für Elektronen nicht möglich sein. Einzelne Elektronen besitzen halbzahligen Spin, sind also Fermionen und können demnach nicht in den Zusand des BEC verfallen. Dass es aber nachweislich doch geht, erklären Physiker mit der Bildung von so genannten Cooper-Paaren. Dabei überwinden je zwei Elektronen bei extrem niedrigen Temperaturen die gegenseitige elektromagnetische Abstoßung - sie sind ja beide negativ geladen. Als Paare besitzen sie insgesamt ganzzahligen Drehimpuls, sind also Bosonen und können in den Zustand des BEC übergehen.

Quantenmechanischer Zustand

Bei der Supraleitung geraten Leitungselektronen für den elektrischen Strom - bzw. Elektronen-Paare - in diesen quantenmechanischen Zustand. Normale Leitungselektronen werden beim Strom-Fluss etwa durch ein Metall stets am Atomgitter des Metalls gestreut, dadurch baut sich elektrischer Widerstand auf. Im quantenmechanischen Zustand unter der kritischen Temperatur, lassen die physikalischen Gesetze eine derartige Streuung nicht zu, die Elektronen wandern völlig ungebremst durch die Leitungen.

Auf Grund des hohen Aufwands, der nötig ist, um die Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt zu erreichen, wurde die Tieftemperatur-Supraleitung bisher nur in sehr wenigen Bereichen eingesetzt. Paradebeispiel sind Magnetresonanz-Tomografen, die extrem starke Magnetfelder erfordern sowie besonders leistungsfähige Teilchenbeschleuniger.

Die Entdeckung der Hochtemperatur-Supraleitung in Oxiden im Jahre 1986 erregte deshalb großes Aufsehen. Hochtemperatur ist dabei relativ zu verstehen. Der Rekord wurde bis in die neunziger Jahre in keramischen Materialien immer weiter nach oben getrieben und liegt heute bei immer noch frostigen minus 139 Grad Celsius. Immerhin erreicht man solche Temperaturen spielend durch Kühlung mit vergleichsweise billigem flüssigen Stickstoff. Bei der Tieftemperatur-Supraleitung ist man dagegen auf teures, flüssiges Helium angewiesen.

Mit der Entwicklung "mehr als zufrieden" gab sich einer der Entdecker der Hochtemperatur-Supraleitung, Karl Alexander Müller (Universität Zürich, Nobelpreis für Physik 1987). Er habe das nicht erwartet. "Damals war der Weg das Ziel und nicht irgendwelche Temperaturrekorde", so Müller. Mit den Oxiden erreichte der Wissenschafter 1986 auf Anhieb höhere Temperaturen als damals mit Metallen möglich war. Ein Umstand, der anfangs in der Kollegenschaft auf große Skepsis stieß. Man wollte es gar nicht so recht glauben.

Erklärungen

Tatsächlich können die Theoretiker bis heute nicht schlüssig erklären, wie es zur Hochtemperatur-Supraleitung kommt. "Wir wissen nur, dass - wie auch bei der Tieftemperatur-Supraleitung - Cooper-Paare im Spiel sind, wie sie entstehen, ist allerdings unklar", so Harald Weber. Für den Experimentalphysiker ist dieser Umstand allerdings nicht so tragisch: "Hauptsache es funktioniert".

Die Herausforderungen, um die Hochtemperatur-Supraleitung quasi Serien-reif zu machen und für breite Anwendungsbereiche zu öffnen, sind vielfältig. Alleine die Verarbeitung der meist spröden Keramik-Materialien zu Draht-ähnlichen Gebilden, durch die dann der Strom - ohne Widerstand - ist eine schwierige Aufgabe. Auch müssen die einzelnen Keramik-Teilchen in der exakten dreidimensionalen Anordnung orientiert sein. In der Regel helfen sich die Technologen mit mehrschichtigen Gebilden, bestehend aus Trägermaterialien und den eigentlichen Supraleitern.

Probleme

Es gibt aber auch noch prinzipielle Probleme zu lösen. So werden in einem Strom durchflossenen Leiter stets auch Magnetfelder aufgebaut. Dabei können die magnetischen Flusslinien vom Strom effektiv durch das Material geschoben werden, was wiederum Widerstand erzeugt. Durch den gezielten Einbau von Defekt-Strukturen, gleichsam Nestern mit normaler Leitung, können die Flusslinien festgehalten werden.

Einsatzgebiete

Alles in allem ist die Technologie laut Weber mittlerweile auf dem Sprung zum weltweiten Durchbruch. Die Hochtemperatur-Supraleitung könnte aber auch elektrische Antriebe revolutionieren. Motoren - etwa für Schiffe oder Eisenbahnen - hätten bei gleicher Leistungen ein um den Faktor zwei geringeres Gewicht. Ein weiteres Einsatzgebiet sind Basisstationen für Handys. Durch die Leistung der Supraleiter und entsprechend exakte Filterleistung bezüglich der Frequenzen könnten wesentlich mehr Gespräche mit einer Station durchgeführt werden.

Nicht ganz zufrieden ist der Wissenschafter mit den europäischen Forschungsanstrengungen in Sachen Hochtemperatur-Supraleitung. "Seit die Amerikaner wissen, dass es sich um eine Durchbruchstechnologie handelt, haben sie enorm in die Sache investiert", so Weber. So seien die Investitionen von 2001 mit praktisch Null bis 2003 auf 25 Millionen Euro gestiegen. Japan steckt knapp 20 Millionen in die Forschung und Europa grundelt seit Jahren konstant bei rund fünf Millionen dahin. (APA)

..................................


Eine Lösung für Energieprobleme? Postet mal eure Meinung :)

日本で行きたい

智子、愛しています。


Anzeige
1x zitiertmelden

Supraleiter Teststrecke in Japan

23.09.2005 um 14:52
Link: www.br-online.de (extern) (Archiv-Version vom 27.06.2006)

erstmal ein vid,das gucken sich bestimmt mehr an.;)
requires realplayer.
jetzt les ich weiter;)

Glauben ist wissen im Herzen;)


melden

Supraleiter Teststrecke in Japan

23.09.2005 um 15:08
ich möchte an dieser stelle einfach mal halrald weber zitieren;)"Hauptsache es funktioniert".
wahrscheinlich dient es tatsächlich der energieeinsparung,allerdings weiß ich nicht,wieviel energie zur fertigung dieser leiter benötigt wird.
>>Alleine die Verarbeitung der meist spröden Keramik-Materialien zu Draht-ähnlichen Gebilden, durch die dann der Strom - ohne Widerstand - ist eine schwierige Aufgabe. Auch müssen die einzelnen Keramik-Teilchen in der exakten dreidimensionalen Anordnung orientiert sein.<<

wenn es sich rentiert,wird es wohl bald standart werden und die ressourcen schonen.vielleicht ermöglicht es auch die nutzung von...ich sag mal...niederenergiekraftwerken....ka,was sich zZt durch zu hohe verluste nicht lohnen würde....
mfg

Glauben ist wissen im Herzen;)


melden
j.k. ehemaliges Mitglied

Link kopieren
Lesezeichen setzen

Supraleiter Teststrecke in Japan

23.09.2005 um 15:42
@ prayer gehz noch länger mim Text???????????

ich glaub ich spinn ;-)

Badenforever

".....dein verlangen wird nach deinem Mann sein, aber er wird über dich herrschen"
Gott-Eva



melden
prayer Diskussionsleiter
ehemaliges Mitglied

Link kopieren
Lesezeichen setzen

Supraleiter Teststrecke in Japan

23.09.2005 um 15:44
J.K,

glaub ich auch ;) Wieso würdest du sonst einen so unnötigen Kommentar abgeben?

日本で行きたい

智子、愛しています。



melden

Supraleiter Teststrecke in Japan

23.10.2005 um 10:34
ich hoffe es klappt das were echt supper und vorallem könnte es den strom Biliger machen.


melden
Odin_ ehemaliges Mitglied

Link kopieren
Lesezeichen setzen

Supraleiter Teststrecke in Japan

28.09.2010 um 21:33
Frage an alle Wissende hier:
Haben nun die Wissenschaftler neue Supraleiter entwickelt oder nicht?

Der Gewinn für die Menschheit wäre enorm:

1. Billiger Strom, keine Energieverlüste, Naturbewussteres Leben
2. Supercomputer so klein wie ein Buch, lautlos und "cool"
3. Superstarke Magneten, neue Transportmöglichkeiten durch "Magnetkissenzüge"; womöglich fliegende Maschinen, die im Magnetfeld der Erde "schwimmen" können.
4. Superempfindliche Nachweisgeräte wären möglich, die auch kleinste Messung nicht verpassen; neue billige Technologiemöglichkeiten für Krankenhäuser und Medizin. Also wird auch die Gesundheit der Menschheit steigen.
5. Bessere Sonnensystemerforschung durch Magnetimpulsantrieb!!! Kein teuerer und giftiger Treibstoff mehr notwendig, um die Erde zu verlassen!!! Umweltschohnend!!!

Wenn es also schon einen Supraleiter gibt, der bei Raumtemperatur arbeitet, dann gleich andere Frage: wie kann man sich einen Grundstück auf dem Mars in Besitz nehmen / kaufen - anerkannt durch alle Länder!

Weltall, unendlichen Weiten!!!!!


1x zitiertmelden

Supraleiter Teststrecke in Japan

30.09.2010 um 18:25
Zitat von Odin_Odin_ schrieb:1. Billiger Strom, keine Energieverlüste, Naturbewussteres Leben
Zitat von prayerprayer schrieb am 23.09.2005:Eine Lösung für Energieprobleme?
Was bitte hat Supraleitung mit der Energieversorgung zu tun? Weder wird dabei Energie erzeugt (natürlich nicht,, aber nicht mal elektrischer strom wird dabei erzeugt) noch stellen die elektrischen Widerstände des Kupers der heutigen Technik einen Kostenfaktor dar größer als im Promillebereich.

Also nee, völlig falsche Baustelle. Was damit gebaut werden kann sind kleinere Aggregate, die dafür, dank der komplizierteren Technik, wiederum teurer sind. Aber billigen Strom oder gar ein mehr an Energie gibts durch Superleitung auch nicht.


melden

Supraleiter Teststrecke in Japan

01.10.2010 um 14:16
@UffTaTa

Natürlich sind Supraleiter nicht lie Lösung aller Energieprobleme - da wird in der BILD gern übertrieben ;) - aber sie sind durchaus vorteilhaft. Wie du sicher weißt, kämen wir mit einer ganzen Anzahl weniger Kraftwerke aus, wenn man Energie in großem Maßstab billig speichern könnte. Das ist bisher nur mit Speicherkraftwerken (no na) möglich, Supraleiter könnten hier einspringen und den Strom damit auch - in begrenztem Ausmaß - billiger machen.


melden

Supraleiter Teststrecke in Japan

01.10.2010 um 15:32
@MareTranquil

Das Supraleiter als Speicher in Energieversorgungsnetze eingesetzt werden und in Zukunft immer mehr eingesetz werden ist bekannt, aber nicht so wie du es dir vorstellst.- Um die Energiemengen zu speichern, die z.B. eines der dringend benötigten Speicherwasserkraftwerke puffern kann, ist jede magnetische oder kapazitive Technologie völlig ungeeignet, da ändern auch die Supraleiter nichts dran. Magnetische Speicher sind gut für schnelle Regelvorgänge (z.B. Flicker, kurzzeitige Scheinleistungbedarf, etc.) aber nicht für die Speicherung von zig MWh.


melden

Supraleiter Teststrecke in Japan

01.10.2010 um 15:35
Allerdings kann ich mir Vporstellen das z.B. im Bereich der USV (unterbrechungsfreie Stromversorgung) in Zukunft anstelle Bleibatterien auch magnetische Supraleiterspulen einziehen, als Alternative/Ergänzung zu kapazitiven Kurzzeitspeichern (Goldcaps). Aber das ist dann alles im Bereich maximal weniger Wh bis 1 kWh.


melden

Supraleiter Teststrecke in Japan

03.10.2010 um 10:48
@UffTaTa
Ok, danke, vor Übertreibungen ist man wohl nirgens gefeilt...


melden

Supraleiter Teststrecke in Japan

03.10.2010 um 12:34
Mann sollte immer bedenken, das Stromnetze eine der effizientesten Dinge sind die es auf der Welt gibt. Man rechnet da mit ca. 3% Verluste, wobei diese zum Großteil in der niedrigsten Spannungsebene auftreten, also vom Verteiler hin zum Hausanschluss!

Man sollte auch bedenken, das z.B. ein Asynchronmotor mit Supraleitern nicht funktionieren würde!


Anzeige

melden

Neuen Beitrag verfassen
Dies ist eine Vorschau, mit den Buttons am Ende der Seite kannst du deinen Beitrag abschicken.
Bereits Mitglied?  
Schriftgröße:
Größe:
Dateien Hochladen
Vorschau
Bild oder Datei hochladen

Bleib auf dem Laufenden und erhalte neue Beiträge in dieser Diskussion per E-Mail.


Oder lad dir die Allmystery App um in Echtzeit zu neuen Beiträgen benachrichtigt zu werden:

Ähnliche Diskussionen
Themen
Beiträge
Letzte Antwort
Wissenschaft: Patente der US Navy zu einem Hochfrequenz Gravitationswellengenerator
Wissenschaft, 235 Beiträge, am 28.01.2021 von Syndrom
Mafiatom am 07.08.2019, Seite: 1 2 3 4 ... 9 10 11 12
235
am 28.01.2021 »
Wissenschaft: Gefahren von AKW: Der Super-GAU
Wissenschaft, 10.620 Beiträge, am 23.02.2017 von Roesti
vielar am 11.03.2011, Seite: 1 2 3 4 ... 530 531 532 533
10.620
am 23.02.2017 »
von Roesti
Wissenschaft: Wieso werden andere Gebiete nicht untersucht?
Wissenschaft, 11 Beiträge, am 01.02.2016 von Glangidil
Glangidil am 26.01.2016
11
am 01.02.2016 »
Wissenschaft: Versunkene Pyramide in Japan
Wissenschaft, 121 Beiträge, am 20.12.2014 von Spöckenkieke
sütcüü am 08.11.2005, Seite: 1 2 3 4 5 6
121
am 20.12.2014 »
Wissenschaft: Japanisches Porzellan - Datierungshilfe / Kategorisierungshilfe
Wissenschaft, 28 Beiträge, am 11.02.2013 von peggy_m
slanderman am 29.10.2012, Seite: 1 2
28
am 11.02.2013 »