توسعه غشاهای اکسیچالکوژنید برای انتقال توان ابررسانا: گامی نو در صنعت برق
ناسا (NASA) در تاریخ ۱۸ آوریل ۲۰۲۵، مقاله‌ای تحت عنوان “در حال توسعه غشاهای اکسیچالکوژنید برای انتقال قدرت ابررسانا” منتشر کرد. این مقاله به بررسی پتانسیل استفاده از مواد اکسیچالکوژنید در ساخت غشاها برای انتقال توان ابررسانا می‌پردازد. به زبان ساده، هدف این پروژه، توسعه مواد جدیدی است که می‌توانند در ساخت کابل‌های برق با مقاومت صفر به کار روند و در نتیجه، تلفات انرژی در انتقال برق را به حداقل برسانند.
مشکل چیست؟
انتقال برق در مسافت‌های طولانی همواره با اتلاف انرژی به صورت گرما همراه است. این اتلاف انرژی، علاوه بر هدر رفتن منابع، باعث افزایش هزینه‌ها و آلودگی زیست‌محیطی نیز می‌شود. ابررساناها موادی هستند که در دماهای بسیار پایین، مقاومت الکتریکی خود را به صفر می‌رسانند. با این حال، استفاده از ابررساناها در صنعت برق با چالش‌هایی روبرو است:
- دماهای بحرانی پایین: بسیاری از ابررساناها تنها در دماهای بسیار پایین (نزدیک به صفر مطلق) خاصیت ابررسانایی خود را حفظ می‌کنند. این امر مستلزم استفاده از سیستم‌های خنک‌کننده پیچیده و پرهزینه است.
- شکنندگی: برخی از ابررساناها شکننده هستند و به راحتی آسیب می‌بینند. این امر باعث محدود شدن کاربرد آنها در کابل‌های برق می‌شود.
- هزینه بالا: تولید و پردازش برخی از ابررساناها بسیار پرهزینه است.
اکسی‌چالکوژنیدها چه هستند و چه نقشی دارند؟
اکسی‌چالکوژنیدها دسته‌ای از مواد هستند که از ترکیب اکسیژن و یکی از عناصر گروه ۱۶ جدول تناوبی (مانند گوگرد، سلنیوم و تلوریم) با فلزات دیگر تشکیل شده‌اند. این مواد به دلیل خواص منحصر به فرد خود، از جمله:
- پایداری شیمیایی و حرارتی بالا
- قابلیت تنظیم خواص الکترونیکی از طریق تغییر ترکیب شیمیایی
- پتانسیل ابررسانایی در دماهای بالاتر نسبت به برخی ابررساناهای سنتی
مورد توجه محققان قرار گرفته‌اند.
پروژه ناسا بر روی توسعه غشاهای نازک از جنس اکسی‌چالکوژنیدها متمرکز است. این غشاها می‌توانند به عنوان پوششی محافظ برای ابررساناها عمل کرده و از آنها در برابر عوامل محیطی محافظت کنند. همچنین، محققان امیدوارند که بتوانند با تنظیم ترکیب شیمیایی اکسی‌چالکوژنیدها، موادی با خواص ابررسانایی بهبود یافته و دماهای بحرانی بالاتری تولید کنند.
هدف اصلی این پروژه چیست؟
هدف نهایی این پروژه، تولید کابل‌های برق ابررسانا با استفاده از اکسی‌چالکوژنیدها است که:
- تلفات انرژی در انتقال برق را به حداقل برسانند.
- در دماهای بالاتر از ابررساناهای سنتی عمل کنند، در نتیجه نیاز به سیستم‌های خنک‌کننده پیچیده را کاهش دهند.
- از مقاومت و پایداری بالایی برخوردار باشند.
- به صورت اقتصادی مقرون به صرفه تولید شوند.
اهمیت و کاربردهای احتمالی:
توسعه موفقیت‌آمیز این فناوری می‌تواند تحولی عظیم در صنعت برق ایجاد کند. برخی از کاربردهای احتمالی عبارتند از:
- انتقال برق در مسافت‌های طولانی با تلفات بسیار کم.
- کاهش هزینه‌ها و آلودگی زیست‌محیطی ناشی از تولید و انتقال برق.
- بهبود عملکرد شبکه‌های برق و افزایش پایداری آنها.
- توسعه سیستم‌های ذخیره انرژی پیشرفته.
- تامین انرژی برای اکتشافات فضایی و ماموریت‌های آینده ناسا.
نتیجه‌گیری:
پروژه ناسا برای توسعه غشاهای اکسیچالکوژنید برای انتقال توان ابررسانا، یک گام مهم در جهت دستیابی به انتقال برق کارآمدتر و پایدارتر است. موفقیت در این پروژه می‌تواند منجر به تحول صنعت برق و کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی شود. این فناوری همچنین می‌تواند در ماموریت‌های فضایی ناسا نقش مهمی ایفا کند و امکان تامین انرژی پایدار برای تجهیزات و فضاپیماها را فراهم سازد.
با توجه به اطلاعات محدود ارائه شده در خلاصه مقاله، این تحلیل سعی دارد به طور جامع و قابل فهم، اهمیت و اهداف این پروژه را بیان کند. برای درک دقیق‌تر جزئیات فنی و پیشرفت‌های حاصل شده، دسترسی به مقالات و گزارش‌های تحقیقاتی مرتبط ضروری است.
در حال توسعه غشاهای اکسیچالکوژنید برای انتقال قدرت ابررسانا
هوش مصنوعی اخبار را ارائه کرده است.
سؤال زیر برای دریافت پاسخ از Google Gemini استفاده شد:
در 2025-04-18 16:54، ‘در حال توسعه غشاهای اکسیچالکوژنید برای انتقال قدرت ابررسانا’ طبق گفته NASA منتشر شد. لطفاً مقاله‌ای دقیق با اطلاعات مرتبط به صورت قابل درک بنویسید.
19