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Energieversorgung

SuperLink: Der längste Supraleiter der Welt

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Stadtwerke München

Supraleiter als Zukunft der Stromnetze

Die Stadtwerke München sprechen beim Supraleiter von einer  wegweisenden Technologie für zukünftige Stromnetze. „In einem Supraleiter fließt der Strom – anders als in herkömmlichen Freileitungen oder Erdkabeln – nahezu ohne Verluste, und es entstehen keine elektromagnetischen Felder“, erläutert Peter Michalek, Projektkoordinatorbei den Stadtwerken München.

Damit das System funktioniere, müsse man das Keramik-Kabel, das hier zum Einsatz kommt, mit flüssigem Stickstoff auf circa -200 Grad Celsius herunterkühlen. „Trotz der notwendigen Kühlung ist die Leitung aber immer noch extrem kompakt und eignet sich dadurch hervorragend gerade für dicht bebaute Areale.“

So sieht eine supraleitendes Kabel, wie es im Projekt SuperLink n München zum Einsatz kommt, im Detail aus: Drei Supraleiter, umflossen von flüssigem Stickstoff.(Bild: Stadtwerke München)
So sieht eine supraleitendes Kabel, wie es im Projekt SuperLink n München zum Einsatz kommt, im Detail aus: Drei Supraleiter, umflossen von flüssigem Stickstoff.
(Bild: Stadtwerke München)

SuperLink ist ein Kabel ohne Widerstand

Den Effekt der Supraleitung kennt die Physik übrigens bereits seit dem Jahr 1911. Damals entdeckte der Niederländer Kamerlingh Onnes, dass der Widerstand eines Quecksilberleiters komplett wegfällt, wenn man ihn auf eine Temperatur von 4,2 Kelvin abkühlt – also auf knapp oberhalb des absoluten Nullpunkts.

Supraleitung bedeutet also, dass Strom völlig ohne Widerstand durch einen elektrischen Leiter fließt, wenn dieser eine bestimmte Temperatur unterschreitet. Durch einen Supraleiter kann man damit Strom mit beliebig hoher Stromstärke laufen lassen, ohne dass ständig elektrische Energie aufgewendet werden muss. Doch die Lösung von Onnes war laut den Stadtwerken München aufgrund einer Kühlung mit dem in der Herstellung teuren Helium wenig wirtschaftlich.

In den 1980er-Jahren entdeckten die beiden Forscher Karl Alexander Müller und Georg Bednorz die „Supraleitung in keramischen Materialien“. Die beiden Deutschen erhielten hierfür 1987 sogar den Physik-Nobelpreis. Die Physiker schafften Supraleiter, die auch bei höheren Temperaturen keinen Widerstand mehr haben. Sie bestehen nicht mehr aus Metall, sondern zum Beispiel aus keramischen Werkstoffen wie Legierungen aus Barium, Kupferoxid und solchen Elementen wie Yttrium, Strontium oder Titan.

Die neu entdeckten Supraleiter nennt man zwar Hochtemperatur-Supraleiter – doch sie benötigen noch immer vergleichsweise tiefe Temperaturen von -233 Grad Celsius. Der Vorteil der Hochtemperatur-Supraleiter ist aber, dass bei dieser Temperatur Stickstoff flüssig ist, sein Siedepunkt liegt bei -196 Grad Celsius. Und Stickstoff ist als Kühlmittel einfach und kostengünstig herstellbar.

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