Supraleiter-Durchbruch Verlustfreie Stromleitung quasi bei Raumtemperatur!

Redakteur: Peter Königsreuther

Im Jahre 1911 wurde erstmals Supraleitung beobachtet. Was damals nur bei einer Temperatur von unter -273 °C gelang, schaffen Forscher heute erstmals bei Temperaturen weit über null! Und so geht's...

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Supraleitung wird kuscheliger! Jetzt gibt es einen Materialmix, der Strom verlustfrei schon bei rund 15 °C leitet. Das klappt, wenn er zwischen zwei Diamantspitzen Laserstrahlung „empfängt“.
Supraleitung wird kuscheliger! Jetzt gibt es einen Materialmix, der Strom verlustfrei schon bei rund 15 °C leitet. Das klappt, wenn er zwischen zwei Diamantspitzen Laserstrahlung „empfängt“.
(Bild: University of Rochester)

Nach dem erste Erfolg, haben die in den folgenden Jahrzehnten daran Forschenden es peu a peu geschafft, den Supraleitereffekt (widerstands- und damit verlustfreie Stromleitung) bei immer höheren Temperaturen wirksam werden zu lassen.

Zum ersten Mal klappt das jetzt aber fast bei Raumtemperatur. Was sich wie das Ende der Suche nach dem Stein der Weisen anhört, hat aber noch seine Tücken, heißt es weiter. Denn das Ganze braucht extrem hohen Druck, um zu funktionieren. Damit scheitert zunächst die praktische sowie industriell gesehen, breite Anwendung des neuen Materials.

Sollte das Problem behoben werden können, winkt die Herstellung effizienter Quantencomputer im Serienmaßstab, heißt es weiter. Quasi alle elektrischen Geräte könnten damit ohne Überhitzungsgefahr wesentlich effizienter arbeiten, Hochleistungsmagnete die verlustfreie Fahrt von Magnetschwebebahnen ohne Kühlwaufwand sicherstellen und MRT-Geräte schneller und sicherer werden.

Mainzer Supraleitungsforscher lieferten die Vorlage

Der Hintergrund der Arbeit von Ranga Dias von der University of Rochester und seinen Mitstreitern ist eine neue Art von Supraleitern, die man übrigens am Max-Planck-Institut für Chemie bereits 2015 entwickelt hat. Den Mainzer Forschern war es damals gelungen, den Supraleitungseffekt bei nur -70 °C zu erreichen. Dias Aussage zufolge soll das neue Material Strom schon bei etwa 15 °C fast verlustfrei leiten, womit man eine neue Ära eingeleitet habe. Ein Video dazu.

Ein neuer Materialmix-Kristall wird unter Druck gesetzt

Dias und seine Kollegen haben das in Mainz entwickelte Material, wie es heißt, einfach mal auf gut Glück mit Kohlenstoff versetzt (Schwefel und Wasserstoff sind andere Komponenten). Dann hat man ein kleines Stück dieser Stoffkombination zwischen zwei mikroskopisch kleine Spitzen aus Diamant gelagert und das Ganze mit Laserstrahlung zum Reagieren gebracht – es entstand so ein neuartiger Kristall, erklären die Experten. Als die Forscher die Temperatur entsprechend reduzierten, sei der Widerstand, den das neue Material dem Stromfluss entgegen gestellt hat, auf null gefallen. Dann haben sie den Parameter Druck erhöht. Dabei zeigte sich, dass das Material bei steigendem Druck bei einer immer höheren Temperatur supraleitet. Bei 14,55 °C und einem Druck von 267 GPa war jedoch Schluss, wie zu erfahren ist. Der erreichte Wert entspreche dem 2,6-Mio.-fachen des Drucks auf der Erdoberfläche aufgrund der Atmosphäre und etwa 75 % des Drucks, der im Erdinnern herrscht. Weitere Untersuchungen lassen darauf schließen, dass das Material auch hochtemperaturleitfähig ist.

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