{"id":173182,"date":"2019-06-07T09:00:08","date_gmt":"2019-06-07T07:00:08","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=173182"},"modified":"2019-06-07T09:00:08","modified_gmt":"2019-06-07T07:00:08","slug":"supraleitung-bald-bei-raumtemperatur-moeglich","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/supraleitung-bald-bei-raumtemperatur-moeglich\/","title":{"rendered":"Senkung des Stromverbrauchs – Supraleitung bald bei Raumtemperatur m\u00f6glich?"},"content":{"rendered":"

Der niederl\u00e4ndische Physiker Heike Kamerlingh Onnes begr\u00fcndete 1911 die Geschichte der Supraleitung<\/a>. Er entdeckte, dass Quecksilber bei 4,2 Kelvin (minus 268,95 Celsius) seinen elektrischen Widerstand verliert. Seitdem sind die Wissenschaftler auf der Suche nach weiteren Supraleitern, die bei h\u00f6heren Temperaturen den gleichen Effekt zeigen: Strom ohne Verluste zu transportieren. Wenn es ihnen gel\u00e4nge, Supraleitung bei Raumtemperaturen zu erreichen, g\u00e4be es auf Dauer weniger Kraftwerke, weniger Treibhausgase und niedrigere Kosten. Es k\u00f6nnten enorme Strommengen eingespart werden, die heute auf dem Transport verlorengehen.<\/p>\n

Der bisherige Rekord f\u00fcr die Hochtemperatursupraleitung lag bei minus 70 Grad Celsius. Im Jahr 2015 ebneten Forscher des Max-Planck-Instituts f\u00fcr Chemie<\/a> in Mainz um Dr. Mikhail Eremets den Weg f\u00fcr die aktuellen Studien mit Fortschritten bei der Hochtemperatursupraleitung. Sie entdeckten, dass Schwefelwasserstoff (H3S) unter 2,5 Megabar Druck bei minus 70 Grad Celsius supraleitend wird. Vor dieser Entdeckung hielten kupferhaltige Keramiken die Supraleitungsrekorde. Aber auch bei diesen Stoffen war eine Temperatur von mindestens minus 135 Grad Celsius n\u00f6tig, damit sie ihren elektrischen Widerstand verloren.<\/p>\n

Nun ist den Forschern in Mainz ein gro\u00dfer Schritt in Richtung Supraleitung bei Raumtemperatur gelungen. Sie experimentierten mit Lanthanhydrid (LaH10). Dabei stellten sie fest, dass es seinen elektrische Widerstand bereits bei einer Temperatur von minus 23 Grad Celsius verlor. \u201eWir haben Lanthanhydrid unter anderen m\u00f6glichen Kandidaten f\u00fcr Supraleitung nahe der Raumtemperatur ausgew\u00e4hlt, die von der Theorie vorhergesagt wurden\u201c, erkl\u00e4rt Dr. Eremets. \u201eWir arbeiten auch an anderen Materialien.\u201c<\/p>\n

\"Supraleiter\"
Macht m\u00e4chtig Druck: In einer nicht einmal faustgro\u00dfen Stempelzelle lassen sich zwischen zwei konisch geschliffenen Diamanten mehr als eine Million Bar erzeugen, wobei manche Materialien bei relativ hohen Temperaturen supraleitend werden. \u00a9 Thomas Hartmann<\/figcaption><\/figure>\n

Durch hohen Druck zu metallischem Lanthanhydrid<\/h3>\n

Den Grund, dass Lanthanhydrid bei h\u00f6heren Temperaturen zum Supraleiter werde als Schwefelwasserstoff oder gar die konventionellen metallischen Supraleiter, sieht Eremets unter anderem im Wasserstoffgehalt. \u201eOffensichtlich gibt es in LaH10 viel mehr Wasserstoff als in H3S. Wasserstoff als leichtestes Atom ist von Vorteil f\u00fcr die Supraleitung, da er dem Kristallgitter hochfrequente Schwingungen zuf\u00fchrt\u201c, sagt er.<\/p>\n

\u201eZweitens hat LaH10 eine ganz andere Struktur als H3S. Dieser Grund ist nicht so offensichtlich, und es ist schwierig, ihn qualitativ zu erkl\u00e4ren. Viele Parameter (nicht nur die Frequenzen der Gitterschwingungen) bestimmen die kritischen Temperaturen und genaue Berechnungen zeigen, dass die kritische Temperatur in LaH10 h\u00f6her sein sollte als in H3S.\u201c<\/p>\n

F\u00fcr ihre Experimente synthetisierten die Wissenschaftler kleine Mengen von Lanthanhydrid. In einer speziellen, nur einige hundert Kubikmikrometer gro\u00dfen Kammer, setzten sie die Proben einem Druck von 1,7 Megabar (dem 1,7 millionenfachen des Drucks in der Erdatmosph\u00e4re) aus und k\u00fchlten sie dann ab. Bei der kritischen Temperatur von minus 23 Grad Celsius sank der elektrische Widerstand des Materials abrupt auf Null.<\/p>\n

Nachdem man Supraleitung nur mit Widerstandsmessungen nicht eindeutig nachweisen kann, nahmen die Forscher zus\u00e4tzlich Messungen in einem \u00e4u\u00dferen Magnetfeld vor. Ein Magnetfeld st\u00f6rt die Supraleitung, sodass sich der \u00dcbergang zu niedrigeren Temperaturen verschiebt \u2013 und genau das beobachteten die Physiker.<\/p>\n

\"Supraleiter\"
\u00a9 Thomas Hartmann<\/figcaption><\/figure>\n

Wichtige Entdeckung f\u00fcr die Wissenschaft<\/h3>\n

\u201eUnsere Studie ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Supraleitung bei Raumtemperatur”, freut sich Mikhail Eremets. Au\u00dferdem h\u00e4tten die Erkenntnisse auch f\u00fcr die Wissenschaft eine wichtige Bedeutung. \u201eEs zeigt, dass konventionelle Supraleiter (die der etablierten BCS-Theorie (Bardin-Cooper-Schrieffer) folgen) derzeit die vielversprechendsten f\u00fcr das Erreichen der h\u00f6chsten kritischen Temperaturen sind\u201c, so Eremets. \u201eDie voraussichtliche Supraleitung bei Raumtemperatur wird bei hohen Dr\u00fccken bald erreicht sein. Unsere Studien sind ein erster Schritt auf der Suche nach neuen Supraleitern auch bei Umgebungsdruck, da es theoretisch scheinbar keine Grenze f\u00fcr die kritische Temperatur der Supraleitung gibt.\u201c<\/p>\n

Aktuell forschen Eremets und sein Team nach Supraleitung in Yttriumhydrid. \u201eBei diesem Material erwarten wir Supraleitung bei noch h\u00f6heren Temperaturen\u201c, sagt der Wissenschaftler.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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