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6. Supraleitung

Die sieben wichtigsten Technologien: 6. Supraleitung
aus manager magazin 9/2001

Ziel: Elektrischen Leitungswiderstand minimieren. Das spart enorm Energie, schützt Umwelt und Klima, mindert umfassend Kosten.

Prinzip: Vor 90 Jahren entdeckte ein holländischer Physiker, dass Strom unter sehr speziellen Bedingungen ohne Spannungsverlust fortgeleitet werden kann. Dafür erhielt er 1913 den Physik-Nobelpreis.

Das Problem: Die so genannte Supraleitung trat erst nahe dem absoluten Nullpunkt von minus 273 Grad Celsius auf - ein Temperaturbereich, der nur äußerst schwer zu erreichen und kommerziell praktisch nicht zu nutzen ist.

Die Aufregung war daher um so größer, als 1986 die "Hochtemperatur-Supraleitung" entdeckt wurde. (Dafür gab's im Jahr darauf ebenfalls den Nobelpreis).

Zwar leiten die hierfür verwendeten Keramiken auch erst jenseits von mindestens minus 130 Grad Celsius. Doch im Vergleich zum absoluten Nullpunkt ist diese Temperaturzone geradezu tropisch.

Allerdings funktionierte die Hochtemperatur-Supraleitung anfangs nur bei ganz schwachen Strömen. Obendrein waren die keramischen Konduktoren so steif und spröde wie Bunzlauer Steingut. Keine Rede also von flexiblem Verlegen wie bei Kupferkabeln, die sich in jede Ecke schmiegen lassen.

Nun bieten sich gleich zwei Ansätze, um aus der Supraleitung eine Technologie zu machen, die allein in den USA jährlich Elektrizität im Wert von acht Milliarden Dollar einsparen und den Ausstoß des Treibhausgases Kohlendioxid weltweit um viele Dutzend Millionen Tonnen senken könnte.

Zum einen: In einem Umspannwerk von Detroit, Michigan, ging vor kurzem ein 420 Meter langes supraleitendes Kabel in Betrieb. Es ist aufgebaut wie ein Schokoriegel mit Keksfüllung: formbare Silberhüllen umschließen Kerne aus Keramikpulver, das in die gewünschte Form gebacken wurde. Das Kabel leitet immerhin 100 Megavoltampere pro Quadratzentimeter seines Durchmessers, transportiert Strom für 14 000 Kunden und ersetzt neun herkömmliche Kupferkabel.

Zum zweiten fanden japanische Wissenschaftler heraus, dass Magnesiumdiborid, eine vergleichsweise einfach herstellbare und deshalb preiswerte Substanz, bereits bei minus 234 Grad als Supraleiter funktioniert. Das ist deutlich weniger Kälte, als andere ähnlich form- und belastbare Metallverbindungen fürs Supraleiten brauchen.

Nun geht es darum, die Supraleitung alltagstauglich zu machen. Siemens hat bereits eine Transformatorspule gebaut, die weltweit als Modell für sensationelles Energiesparen gelten könnte.

Ein weitere, großflächige Einsatzmöglichkeit sind die Bandfilter des Mobilfunks. Diese Bauteile der Relaisanlagen garantieren, dass die schwachen Signale der Handys garantiert störungsfrei an die Empfänger weitergeleitet werden.

Nachteile: komplizierte Produktions- oder Kühlungsmethoden, schwieriger Anlagenbau.

Zeitbedarf: für Detaillösungen wenige Jahre; in Großseriengeräten frühestens gegen Ende des Jahrzehnts.

Unternehmen: Siemens und Tochter Vacuumschmelze, American Superconductor, Pirelli.

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