Применение углеродных нано-шаров позволяет увеличить рабочее напряжение электрических силовых кабелей, снижая потери энергии

Нанотехнологии различного рода уже начинают использоваться в практическом плане в области производства экологически чистой энергии и в областях технологий аккумулирования энергии. Но, согласно работе исследователей из Технологического университета Чалмерса (Chalmers University of Technology), Швеция, нанотехнологии могут найти применение и в области передачи электрической энергии. Ученые выяснили и продемонстрировали, что добавка углеродных нано-шаров (бакиболлов, фуллерена C60) в пластмассу изоляции высоковольтных силовых электрических кабелей позволяет увеличить рабочее напряжение этих кабелей на 26 процентов, пропорционально снижая уровень потерь энергии.

Естественно, инженеры и ученые уже достаточно давно знали о том, что добавки к изоляционным материалам могут увеличить рабочее напряжение этой изоляции. Однако, в течение достаточно длительного времени существующее положение дел устраивало всех, производителей и потребителей энергии, из-за чего исследования в области добавок к изоляции если и производились, то очень мало и очень медленными темпами. Но нынешняя ситуация на энергетическом рынке изменилась достаточно сильно, что привело к тому, что исследователи из Технологического университета Чалмерса, совместно с сотрудниками шведской химической компании Borealis, взялись за эксперименты с различными видами добавок к пластмассе электрической изоляции.

Проведенные исследования и эксперименты показали, что наилучшие результаты показывает изоляция, в которую добавлено небольшое количество фуллерена, материала, состоящего из шарообразных молекул, в которых насчитывается по 60 атомов углерода. Такая добавка увеличивает напряжение пробоя изоляции на 26 процентов, что значительно больше увеличения напряжения при использовании добавок других типов. Ученые объясняют такое повышение рабочего напряжения изоляции тем, что молекулы фуллерена эффективно захватывают свободные электроны, которые в обратном случае разрушили бы длинные полимерные молекулы, из которых состоит пластик.

Следующими шагами, которые намерены предпринять ученые, будет переход от лабораторных экспериментов к испытаниям новой изоляции в "боевых условиях". Для этого будут изготовлены опытные образцы силовых кабелей переменного тока, которые будут испытаны на пробой. В случае удачи первых испытаний будет изготовлен и образец кабеля для постоянного тока, так как такой тип тока предпочтительней для передачи энергии на большие расстояния.

Данное открытие имеет важное значение из-за того, что люди все больше и больше начинают зависеть от альтернативных источников энергии, таких, как ветрогенераторы, располагающиеся в открытом море, и солнечные электростанции, которые обычно строятся в пустынных местах. Вырабатываемая ими энергия должна быть передана на существенные расстояния, прежде чем она сможет влиться в общую энергетическую систему. "Сокращение потерь энергии во время ее передачи по силовым кабелям является одной из самых важных проблем, с которыми сталкиваются строители энергетических систем будущего поколения" - рассказывает Кристиан Мюллер (Christian Muller), исследователь из университета Чалмерса.