Chalmers-forskarnas isolering öppnar för högre spänning i kablar

2021-08-31 07:00  

Det nya isoleringsmaterialet har en ledningsförmåga som är tre gånger lägre än i dagens högspända likströmskablar. Enligt Chalmersprofessorn kan innovationen även leda till framsteg inom andra teknikområden.

För att förnybar energi från sol-, vind- och vattenkraft ska kunna nå kunder långt från anläggningarna behövs säkra och effektiva högspända likströmskablar som kan grävas ner eller placeras på havsbottnen.

Nu har Chalmers tagit fram ett nytt isoleringsmaterial som kan minska förlusten och öka energileveransen. Forskarna har utgått från plasten polyeten, som redan används i högspända likströmskablar, men adderat en extremt liten mängd av den konjugerade polymeren poly(3-hexyltiofen) (P3HT).

Läs mer: Forskare varnar: Solcellsboom ökar risk för bränder

Tillsatsen ger plasten en tredjedels ledningsförmåga jämfört med ren polyeten, och resultatet är det bästa i världen för en ledningsreducerande tillsats i högspända likströmskablar. Egenskapen medför mer än bara minskade energiförluster.

– Det isolerande materialet måste vara så isolerande som möjligt med så låg ledningsförmåga som möjligt, om du har det kan du höja spänningen i kablarna. De mest effektiva klarar av 640 KV, alltså 640 000 volt, vilket i sig är fascinerande. Men det skulle vara spännande om man kunde nå en miljon volt, alltså 1 MV, säger Christian Müller, professor och forskningsledare vid institutionen för kemi och kemiteknik på Chalmers, till Ny Teknik.

”Ska hålla i 50 år”

En ökad spänning i kabeln minskar i sig energiförlusten. Det nya isoleringsmaterialet medför samtidigt inte en tung kostnad för kraftbolagen.

– Priset regleras såklart av den efterfrågan som finns. Nu ligger det på cirka tusen kronor per gram, men det krävs en tillsats på bara några miljondelar P3HT i polymeren. Och vi pratar om installationer som ska hålla i 50 år, så den här kostnaden är inte den viktigaste aspekten, säger Christian Müller.

Chalmers är på intet sätt först med att använda konjugerade polymerer. P3HT har bland annat använts för tryckt och böjbar elektronik. Skälet till att materialet hamnade som isolering i likströmsledningar är att Müller har varit verksam inom båda områdena. Nu är forskarnas förhoppning att deras genombrott ska kunna bana väg för ett nytt forskningsfält och nya applikationsområden.

– Det här materialet kan möjligtvis även användas vid energilagring, och en låg ledningsförmåga kan hjälpa med att utveckla enheter som kan lagra mer energi per vikt, man får alltså en större energitäthet. Det kan även vara användbart i kondensatorer, som ett isolerande material mellan de två elektroderna, säger Christian Müller.

Han har lett arbetet med studien i samarbete med kollegor i Sverige och utomlands. Deras vetenskapliga artikel har publicerats i Advanced Materials.

John Edgren

Mer om: Chalmers

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt