Suprajohtavuus ja sen käyttö energian varastoinnissa

Suprajohtavuus on ilmiö, jossa tietyissä materiaaleissa sähkövirta kulkee ilman vastusta. Tämä tekee suprajohteista hyvin arvokkaita energian varastointiin ja siirtoon liittyvissä sovelluksissa.

Suprajohtavuuden löytö

Suprajohtavuuden löysi alun perin hollantilainen tiedemies Heike Kamerlingh Onnes vuonna 1911. Hän huomasi, että kun eräitä metallikappaleita jäähdytettiin äärimmäisen alhaiseen lämpötilaan, kappaleet muuttuivat suprajohteiksi. Tämä löytö oli hyvin merkittävä, sillä suprajohtavien aineiden käyttö elektroniikan alalla mahdollistaa nykyaikaisen yhteiskunnan toiminnan monelta osin.

Suprajohtavien aineiden ominaisuudet

Suprajohtavilla materiaaleilla on joukko erityisominaisuuksia, jotka tekevät niistä erinomaisia energian varastointiin. Suprajohteilla on äärimmäisen matala sähköresistanssi, mikä tarkoittaa sitä että sähkövirta kulkee niissä käytännössä ilman vastusta. Tämä mahdollistaa valtavan suuren sähkövirran kuljettamisen pienellä jännitteellä, mikä vähentää merkittävästi häviöitä siirrettäessä energiaa paikasta toiseen.

Toinen erityisominaisuus, joka tekee suprajohteista hyvin arvokkaita energian varastoinnissa, on niiden erittäin suuri magneettikentän kestävyys. Tämä mahdollistaa suprajohtavien aineiden käytön magneettikenttien tuottamisessa, kuten voimakkaissa magneettikenttäkojeissa (MRI).

Suprajohtavien materiaalien eteneminen energian varastointiin

Suprajohtavien aineiden käyttö energian varastoinnissa on vielä melko uutta teknologiaa. Tähän mennessä suprajohteita on käytetty lähinnä laboratorioissa, mutta niiden merkitys on kasvanut viime vuosien aikana huomattavasti. Erityisesti suprajohteiden käytössä sähköautojen akkujen varastointiteknologiassa on nähty suurta potentiaalia. Suprajohteisiin perustuvat akut voivat varastoida suurempia määriä energiaa kuin perinteiset litiumioniakut, samalla kun ne ovat kevyempiä ja pienempiä.

Toinen suprajohteiden käyttöön liittyvä innovaatio on niiden käyttö energiavarastoissa. Energian varastointiin tarkoitetut järjestelmät voivat varastoida sähköä, joka voidaan sitten vapauttaa tarpeen mukaan. Suprajohteet mahdollistavat suurempien energiamäärien varastoimisen pienempään tilaan, mikä tekee niistä erinomaisia energiavarastoissa käytettäväksi.

Suprajohteiden käyttö tulevaisuudessa

Suprajohteiden käyttö energian varastoinnissa on vasta alkutekijöissään, mutta tulevaisuudessa niiden käyttö on todennäköisesti yhä tärkeämpää. Erityisesti energiajärjestelmien muutokseen liittyvät haasteet, kuten sähköverkon ylikuormitus, ovat vieneet suprajohteiden käyttöä eteenpäin.

Suprajohteista on tullut myös erittäin tärkeitä teknologioita monilla muilla aloilla. Esimerkiksi magneettikenttäkojeissa käytettävät suprajohteet ovat välttämättömiä sairaaloissa tehtävissä magneettikuvauksissa.

Yhteenveto

Suprajohtavuus on ilmiö, joka mahdollistaa sähkövirran kulun käytännössä ilman vastusta. Suprajohteet ovat erinomaisia energian varastoinnissa, sillä niiden sähköresistanssi on erittäin matala ja magneettikentän kestävyys on erittäin suuri. Suprajohteita käytetään nykyään erityisesti sähköautojen akkujen varastointiteknologiassa ja energiavarastoissa. Tulevaisuudessa suprajohteiden käyttö tulee todennäköisesti kasvamaan entisestään energian varastoinnin ja siirron ratkaisemiseksi.