Ny forskning från Chalmers kan förbättra likströmskablars egenskaper. Detta tack vare ett nytt isoleringsmaterial där ledningsförmågan är tre gånger lägre än i de kablar som används idag.
Högspända likströmskablar har många fördelar eftersom elproduktionen kan ske långt från användarna, framhåller Chalmers. Särskilt i samband med omställningen till förnybar energi eftersom vind- och solfångare liksom vattenkraftverk ofta är perifert placerade.
Med ett isolerande lager kan kablarna grävas ner eller läggas på havsbotten, vilket gör en avsevärt större utbyggnad av nätet möjlig.
– För att vi ska kunna klara av den snabbt ökande efterfrågan på el och hantera det varierade utbudet av förnybar energi, är effektiva och säkra högspända likströmskablar en nyckelfråga. Vi måste kunna transportera el långa vägar för att säkra upp en stadig och pålitlig distribution, säger Christian Müller, professor och forskningsledare på institutionen för kemi och kemiteknik, Chalmers tekniska högskola, I ett pressmeddelande.
Överföringsförlust
Så lite energi som möjligt bör förloras under transporten av elen. Ett sätt att minska en sådan överföringsförlust är att öka spänningen i kablarna.
– Men det påverkar isoleringsmaterialet negativt. De påfrestningarna skulle däremot kunna avhjälpas om den elektiska ledningsförmågan i isoleringsmaterialet minskade tillräckligt, säger Xiangdong Xu, forskare på Institutionen för Elektroteknik på Chalmers.
Det är det problemet som forskarna presenterar en ny lösning på.
Grunden i det nya materialet är polyeten, en plast som redan används i befintliga isoleringsmaterial i högspända likströmskablar. Genom att tillsätta mycket små mängder (5 miljondelar) av den konjugerade polymeren poly(3-hexyltiofen) (P3HT) har Christian Müller och hans kollegor åstadkommit en tre gånger lägre elektrisk ledningsförmåga jämfört med en polyeten utan tillsatsen.
Eftersom det krävs så små mängder av tillsatsen bedömer forskarna att den nya kunskapen i förlängningen öppnar upp nya möjligheter för tillverkare och industrin.
Nytt forskningsfält
Konjugerade polymerer, som till exempel P3HT, har tidigare använts för att konstruera böjbar och tryckt elektronik. Däremot är det första gången som de används och prövas som tillsats för att förändra egenskaperna i en vanlig plast. Forskarna tror därför att deras upptäckt kan öppna för en mängd nya applikationer och forskningsinriktningar.
– Vår förhoppning är att den här studien kan dra igång ett nytt forskningsfält och inspirera andra forskare att undersöka design och optimering av plaster med avancerade elektiska egenskaper, för energitransporter och lagrings applikationer, säger Christian Müller.
