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– Os pesquisadores da Chalmers desenvolveram um novo material de isolamentos até três vezes menos condutivo, oferecendo melhorias significativas nas propriedades e no desempenho dos cabos de corrente contínua de alta tensão.
Cortesia Chalmers University: Cabos de corrente contínua de alta tensão que podem transportar energia de maneira eficiente por longas distâncias desempenham um papel vital em nosso fornecimento de energia. Otimizar seu desempenho é, portanto, um desafio importante. Com esse objetivo em mente, cientistas da Chalmers University of Technology apresentam um novo material de isolamento até três vezes menos condutivo, oferecendo melhorias significativas nas propriedades e no desempenho de tais cabos.
Se quisermos fazer a transição para um mundo movido a energia renovável, o transporte eficiente de eletricidade de longa distância é essencial, uma vez que o fornecimento – fontes de energia renováveis como parques eólicos e solares, bem como barragens hidrelétricas – muitas vezes está localizado longe das cidades, onde a maior parte da demanda existe.
Cabos de corrente contínua de alta tensão, ou cabos HVDC, são os meios mais eficientes de transporte de energia por longas distâncias.
Os cabos HVDC com uma camada de isolamento podem ser enterrados no subsolo ou colocados no fundo do mar, permitindo uma expansão considerável das redes, e muitos projetos estão em andamento para conectar diferentes partes do mundo.
Na Europa, por exemplo, o projeto NordLink conectará o sul da Noruega e a Alemanha, e os projetos de cabos HVDC formam uma parte significativa do energiewende, o plano abrangente da Alemanha para avançar para um fornecimento de energia mais ambientalmente sustentável.
“Para lidarmos com a crescente demanda global por energia, cabos HVDC eficientes e seguros são um componente essencial. O fornecimento de energia renovável pode flutuar, portanto, ser capaz de transportar eletricidade por redes de longa distância é uma necessidade para garantir uma distribuição estável e confiável “, diz Christian Müller, líder da pesquisa e professor do Departamento de Química e Engenharia Química da Chalmers Universidade de Tecnologia.”
Durante o transporte, o mínimo de energia possível deve ser perdida. Uma maneira de reduzir a perda de transmissão como essa é aumentando o nível de tensão de corrente contínua.
“No entanto, um aumento na tensão de transmissão afeta negativamente o isolamento de um cabo HVDC”, explica Xiangdong Xu, especialista em pesquisa do Departamento de Engenharia Elétrica da Chalmers University of Technology.
Os pesquisadores agora apresentam uma nova maneira de reduzir a condutividade de um material de isolamento.
Um material que dá aos cabos uma condutividade três vezes menor
A base do novo material é o polietileno, que já é usado para isolamento em cabos HVDC existentes. Agora, ao adicionar quantidades muito pequenas – 5 partes por milhão – do polímero conjugado conhecido como poli (3-hexiltiofeno), os pesquisadores conseguiram diminuir a condutividade elétrica em até três vezes
O aditivo, também conhecido como P3HT, é um material amplamente estudado e, dadas as pequenas quantidades necessárias, abre novas possibilidades para os fabricantes. Outras possíveis substâncias que foram usadas anteriormente para reduzir a condutividade são nanopartículas de vários óxidos de metal e outras poliolefinas, mas estas requerem quantidades significativamente maiores.
“Na ciência dos materiais, nos esforçamos para usar aditivos em tão pequenas quantidades quanto possível, a fim de aumentar o potencial de sua utilização na indústria e para um melhor potencial de reciclagem. O fato de ser necessária apenas uma pequena quantidade desse aditivo para obter o efeito é uma grande vantagem ”, diz Christian Müller.
Uma descoberta que pode levar a um novo campo de pesquisa
Polímeros conjugados, como P3HT, foram usados no passado para projetar eletrônicos flexíveis e impressos. No entanto, esta é a primeira vez que eles são usados e testados como aditivos para modificar as propriedades de um plástico commodity. Os pesquisadores, portanto, acreditam que sua descoberta pode levar a inúmeras novas aplicações e direções de pesquisa.
“Nossa esperança é que este estudo possa realmente abrir um novo campo de pesquisa, inspirando outros pesquisadores a projetar e otimizar plásticos com propriedades elétricas avançadas para aplicações de transporte e armazenamento de energia”, disse Christian Müller.
Para mais informações entre em contato:
Christian Müller, Professor do Departamento de Química e Engenharia Química, Chalmers University of Technology
Mais sobre a pesquisa
- O estudo de pesquisa é parte de um projeto financiado pela Fundação Sueca para Pesquisa Estratégica e foi liderado por Christian Müller e seu grupo de pesquisa em Chalmers e foi realizado em colaboração com colegas ativos na Suécia e internacionalmente.
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