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Supraleitung: Willkommen in der "Eisenzeit"

Die Entdeckung und wissenschaftliche Aufarbeitung des Phänomens ist nicht ganz neu. Seit 1911 ist das Prinzip bekannt, vor äber zwanzig Jahren wurden Hochtemperatur-Supraleiter erstmals öffentlich wissenschaftlich beschrieben. Und ährend die Physiker noch immer über das Zustandekommen der Hochtemperatur-Supraleitung diskutieren, macht sich die industrielle Forschung daran, die Bedingungen für die kommerzielle Anwendbarkeit der Technologie weiter zu erforschen. So ist es möglich, dass Hochtemperatur-Supraleiter im Motorenbau oder in der Funktechnik auch praktische Anwendungen erreichen konnten. Beachtlich ist, dass nach wie vor der zugrunde liegende Wirkmechanismus nicht vollständig aufgedeckt ist.

Ausgehend von der Theorie des elektrischen Widerstandes in konventionellen elektrischen Leitern wurde die Entdeckung gemacht, dass in den Supraleitern bei einer Sprungtemperatur von -120 bis -140 Grad Celsius die elektrischen Widerstände aufgehoben sind. Unter diesen physikalischen Bedingungen bilden sich innerhalb der Leiter so genannte Cooper-Paare, die einen widerstandsfreien und somit verlustfreien Stromtransport ermöglichen. Während die ersten entdeckten Supraleiter eine unwirtschaftlich hohe und technisch aufwendige Kühlung erforderten, können die seit 1986 bekannten Supraleiter aus einer Kupferverbindung (Cuprate) schon mit flüssigem Stickstoff auf die Sprungtemperatur von -139 Grad Celsius herunter gekühlt werden. Dies wird beispielsweise schon im Bau von starken Magnetspulen angewandt. Anfang 2008 wurden schließlich Supraleiter auf Eisenbasis (Fe-Pnictide) entdeckt, einem Material, vom bisher angenommen wurde, dass es die Supraleitung unterbindet.

Selbst wenn die Technologie der Supraleiter allmählich Einzug in die Wirtschaft hält, ist immer noch nicht geklärt, auf welchen physikalischen Zusammenhängen diese Eigenschaft mancher metallischer und mancher nichtmetallischer Leiter beruht und so werden die Wissenschaftler weiter ihre Theorien um Cooper-Paare, Spins und Phononen entwickeln, während die technischen Anwender bestrebt sein werden, vordergründig kommerzielle Anwendungen zu entwickeln. Für die Energiewirtschaft im Besonderen würde eine breite technische Anwendbarkeit der Hochtemperatur-Supraleitung verlustfreie Stromtransporte bedeuten. Wer übrigens glaubt, dass Hochtemperatur hier im Sinne von Hitze zu verstehen ist, der irrt. Die derzeit verwendete Kühltemperatur von etwa -120 Grad Celsius ist mit Blick auf die Supraleitung und im Verhältnis zur absoluten Niedrigsttemperatur dann eben doch schon eine recht hohe Temperatur.

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