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據(jù)外媒報(bào)道，如果我們要過(guò)渡到一個(gè)由可再生能源驅(qū)動(dòng)的世界，高效的長(zhǎng)距離電力運(yùn)輸是至關(guān)重要的，因?yàn)榭稍偕茉吹墓?yīng)--如風(fēng)力和太陽(yáng)能發(fā)電廠以及水力發(fā)電大壩--往往位于遠(yuǎn)離城市的地方，而城市才是需求大的地方。高壓直流電(HVDC)電纜是有效的長(zhǎng)距離傳輸電力的手段。
帶有保溫層的HVDC電纜可以埋在地下或鋪設(shè)在海床上，這可以大大擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，目前許多項(xiàng)目正在進(jìn)行中，連接世界各地。如在歐洲，NordLink項(xiàng)目將連接挪威南部和德國(guó)，HVDC電纜項(xiàng)目是能源轉(zhuǎn)型(energiewende)的重要組成部分，德國(guó)的總體計(jì)劃是轉(zhuǎn)向更環(huán)保的可持續(xù)能源供應(yīng)。
“對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，為了應(yīng)對(duì)全球快速增長(zhǎng)的電力需求，高效和安全的HVDC電纜是不可少的組成部分?？稍偕茉吹墓?yīng)可能會(huì)波動(dòng)，因此能通過(guò)長(zhǎng)途網(wǎng)絡(luò)傳輸電力是確保穩(wěn)定可靠配電的必要條件，”該研究的領(lǐng)導(dǎo)者、查爾默斯理工大學(xué)化學(xué)和化學(xué)工程系教授Christian Müller說(shuō)道。
在運(yùn)輸過(guò)程中，應(yīng)盡可能少的能量損失。降低傳輸損耗的一種方法是增加直流電壓水平。
“然而傳輸電壓的增加會(huì)對(duì)HVDC電纜的絕緣產(chǎn)生不利影響，”Chalmers理工大學(xué)電氣工程系的研究專家Xiangdong Xu說(shuō)道，“如果絕緣材料的導(dǎo)電性得到充分降低，則就可以處理由此產(chǎn)生的更高的電場(chǎng)應(yīng)力。”
現(xiàn)在，研究人員提出了一種降低絕緣材料導(dǎo)電性的新方法。
這種材料可以使電纜的導(dǎo)電性降低三倍
這種新材料的基礎(chǔ)是聚乙烯，它已經(jīng)被用于現(xiàn)有高壓直流電纜的絕緣。現(xiàn)在，通過(guò)加入非常少量的--百萬(wàn)分之五--的共軛聚合物聚poly(3-hexylthiophene)，研究人員能將電導(dǎo)率降低三倍。
這種添加劑也被稱為P3HT，是一種被廣泛研究的材料，考慮到所需的微量，這為制造商開(kāi)辟了新的可能性。其他可能被用來(lái)降低電導(dǎo)率的物質(zhì)是各種金屬氧化物和其他聚烯烴的納米顆粒，但這些物質(zhì)需要的數(shù)量要高得多。
“在材料科學(xué)方面，我們努力使用盡可能少的添加劑以提高它們?cè)诠I(yè)上的使用潛力和更好的回收潛力。事實(shí)上，只需要非常少量的添加劑就可以達(dá)到這種效果，這是一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)，”Christian Müller說(shuō)道。
這一發(fā)現(xiàn)可能會(huì)促進(jìn)一個(gè)新的研究領(lǐng)域
共軛聚合物如P3HT過(guò)去已經(jīng)被用于設(shè)計(jì)柔性和印刷電子產(chǎn)品。然而這是它們第一次被用作添加劑來(lái)修改商品塑料的性能。因此，研究人員相信，他們的發(fā)現(xiàn)可能會(huì)帶來(lái)許多新的應(yīng)用和研究方向。
Christian Müller說(shuō)道：“我們希望這項(xiàng)研究能真正開(kāi)辟一個(gè)新的研究領(lǐng)域、激勵(lì)其他研究人員考慮設(shè)計(jì)和優(yōu)化具有先進(jìn)電性能的塑料以用于能量傳輸和存儲(chǔ)應(yīng)用。”
(原標(biāo)題：新型絕緣材料能實(shí)現(xiàn)更高效的配電)
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