17 feb. 1999
2 minuten
Onderzoekers van Chalmers University hebben een nieuw isolatiemateriaal ontwikkeld dat tot drie keer minder geleidend is, wat de eigenschappen en prestaties van hoogspanningsgelijkstroomkabels aanzienlijk verbetert.
Hoogspanningsgelijkstroomkabels, of HVDC-kabels, zijn de meest efficiënte manier om elektriciteit over lange afstanden te transporteren. HVDC-kabels met een isolatielaag kunnen ondergronds worden ingegraven of op de zeebodem worden gelegd, waardoor netwerken aanzienlijk kunnen worden uitgebreid.
"Om de snel toenemende wereldwijde vraag naar elektriciteit aan te kunnen, zijn efficiënte en veilige HVDC-kabels een essentieel onderdeel. Het aanbod van hernieuwbare energie kan fluctueren, dus het kunnen transporteren van elektriciteit via langeafstandsnetwerken is een noodzaak voor een stabiele en betrouwbare distributie", zegt Christian Müller, leider van het onderzoek en hoogleraar bij de afdeling Scheikunde en Chemische Technologie van Chalmers. Universiteit van Technologie."
Tijdens het transport mag er zo min mogelijk energie verloren gaan. Een manier om dergelijke transmissieverliezen te verminderen, is door het gelijkstroomspanningsniveau te verhogen. "Een verhoging van de transmissiespanning heeft echter een negatief effect op de isolatie van een HVDC-kabel", zegt Xiangdong Xu, onderzoeksspecialist bij de afdeling Elektrotechniek van de Chalmers University of
De onderzoekers presenteren nu een nieuwe manier om de geleidbaarheid van een isolatiemateriaal te verminderen.
Een materiaal dat de kabels een drie keer lagere geleidbaarheid geeft
De basis van het nieuwe materiaal is polyethyleen, dat al wordt gebruikt voor isolatie in bestaande HVDC-kabels. Door nu zeer kleine hoeveelheden – 5 delen per miljoen – van het geconjugeerde polymeer bekend als poly (3-hexylthiofeen) toe te voegen, konden de onderzoekers de elektrische geleidbaarheid tot drie keer verlagen.
Het additief, ook bekend als P3HT, is een veel bestudeerd materiaal, en gezien de kleine hoeveelheden die nodig zijn, opent het nieuwe mogelijkheden voor fabrikanten. Andere mogelijke stoffen die eerder zijn gebruikt om de geleidbaarheid te verminderen, zijn nanodeeltjes van verschillende metaaloxiden en andere polyolefinen, maar deze vereisen aanzienlijk grotere hoeveelheden.
"In de materiaalkunde streven we ernaar om additieven in zo klein mogelijke hoeveelheden te gebruiken, om het potentieel voor gebruik in de industrie te vergroten en voor een beter recyclingpotentieel. Dat er maar een heel kleine hoeveelheid van dit additief nodig is om het effect te bereiken, is een groot voordeel", zegt Müller.
Geconjugeerde polymeren, zoals P3HT, zijn in het verleden gebruikt om flexibele en geprinte elektronica te ontwerpen. Dit is echter de eerste keer dat ze zijn gebruikt en getest als een additief om de eigenschappen van een standaardplastic te wijzigen.
Anderen lazen ook
