Verbesserte Isolation senkt Stromverluste bei Kabeln

Die Übertragung von großen Mengen an Strom über hunderte Kilometer geschieht mit Gleichspannung. Dann sind die Verluste geringer als beim Einsatz von Wechselstrom, aber immer noch erheblich. Forschern an der Technischen Universität Chalmers haben diese Verluste mit einem neuartigen Isolationsmaterial verringert, das dreimal weniger leitfähig ist als das gebräuchliche. Entsprechend höher ist die Übertragungsleistung. Es geht um Werte oberhalb von 600.000 Volt.

Basis des neuen Materials ist Polyethylen, das bereits zur Isolierung in bestehenden Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungskabeln eingesetzt wird. Durch die Zugabe winziger Mengen - fünf Teile pro Mio. - des sogenannten konjugierten Polymers Poly(3-hexylthiophen), konnten die Forscher die elektrische Leitfähigkeit um das bis zu Dreifache senken.

Das Additiv, auch bekannt als P3HT, ist ein weithin untersuchtes Material und eröffnet Herstellern angesichts der geringen Mengen, die benötigt werden, neue Möglichkeiten. Andere Substanzen, die bisher zur Verringerung der Leitfähigkeit eingesetzt wurden, sind Nanopartikel verschiedener Metalloxide und anderer Polyolefine, die jedoch in deutlich größeren Mengen eingesetzt werden müssen.

Bessere Recycling-Möglichkeiten

In der Materialwissenschaft strebt man den Einsatz von Additiven in möglichst geringen Mengen an, um das Potenzial für den Einsatz in der Industrie und für ein besseres Recycling zu erhöhen. Dass nur eine sehr geringe Menge dieses Additivs benötigt wird, um den Effekt zu erzielen, ist ein großer Vorteil, so Chalmers-Wissenschaftler Christian Müller.

Konjugierte Polymere wie P3HT werden bisher für flexible und gedruckte Elektronik verwendet. Jetzt wurden sie erstmals als Additiv genutzt, um die Eigenschaften eines Standardkunststoffs zu verändern. Die Forscher glauben daher, dass ihre Entdeckung zu zahlreichen neuen Anwendungen und Richtungen für die Forschung führen könnte. (pte)

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