Russische Physiker entwickeln einzigartiges kontaktloses Magnetlager

© Foto : U.S. Department of EnergyNahaufnahme eines Magnetsystems
Nahaufnahme eines Magnetsystems - SNA, 1920, 08.12.2020
Ein einzigartiges Magnetlager, das Energieverluste bei Reibung beseitigen könnte, ist von den Wissenschaftlern der Nationalen Nuklearforschungsuniversität MEPhI entwickelt worden.
Den Forschern zufolge unterscheidet sich die neue Entwicklung von Analoga durch ihre einfache und flexible Konstruktion, wie in der Pressestelle der Hochschule berichtet wurde.
Supraleiter – Materialien, deren elektrischer Widerstand gegen null strebt – werden in der Regel zur Herstellung von Kabeln genutzt. Laut MEPhI-Wissenschaftlern verfügen sie über eine weitere ausschließliche Eigenschaft, die deutlich seltener angewendet wird, nämlich den Diamagnetismus, also die Fähigkeit, das Magnetfeld aus seinem Umfang zu verdrängen.
Einfacher gesagt, kann ein Magnet, der über einem Supraleiter gelegt wird, nicht hinunterfallen und schwebt auf einer bestimmten Höhe. Nach der Analyse der Magneteigenschaften der so genannten Hochtemperatur-Supraleiter-Streifen – neuer Verbundstoffe auf Grundlage der Hochtemperatur-Supraleiter – entwickelte eine Gruppe von Wissenschaftlern des Instituts für Laser- und Plasma-Technologien der MEPhI auf deren Grundlage einen prinzipiell neuen Typ der kontaktlosen Lager.
„Der Meißner-Ochsenfeld-Effekt, das heißt der Diamagnetismus von Supraleitern, ermöglicht es, verschiedene Geräte zu konstruieren, die eine nachhaltige Magnet-Levitation nutzen. Unsere Studien haben gezeigt, dass Streifen aus Hochtemperatur-Supraleitern, die in Stapeln zusammengebaut sind, nicht nur als stromführende Elemente, sondern auch zur Schaffung der effizienten kontaktlosen Lager mit einer flexiblen Konstruktion genutzt werden können“, sagte der Professor des Instituts für Laser- und Plasma-Technologien der MEPhI, Igor Rudnew.
Laut MEPhI-Mitarbeitern gewährleistet ihre Entwicklung eine vollständig kontaktlose Aufrechterhaltung des Rotors gegenüber dem Stator. Die Anwendung eines solchen Lagers in Triebwerken, Generatoren und anderen Geräten mit drehenden Wellen lässt die Energieverluste bei Reibung beseitigen und ihre Energieeffizienz erhöhen. 
Die Nutzung der Hochtemperatur-Supraleiter-Streifen statt traditioneller massiver Supraleiter ermöglicht nicht nur die Erhöhung der kritischen Stromdichte um das Hundertfache, sondern eine ernsthafte Vereinfachung des Konstrukts und die Möglichkeit einer einfachen Schaffung eines Lagers mit einer notwendigen Form, die den Eigenschaften der projizierenden Geräte entspricht, so MEPhI-Wissenschaftler.
Die Magnet-Levitation, die beim Zusammenwirken des Supraleiters mit der Quelle eines inhomogenen Feldes entstehen, kann den Wissenschaftlern zufolge zum Beispiel für die Entwicklung der Verkehrsmittel auf Magnet-Polster, Verbesserung der Triebwerke und kinetische Energiespeicher genutzt werden.
Diese Studie wurde durch Subvention Nr.17-19-01527 des Russischen Wissenschaftsfonds unterstützt. Die Wissenschaftler erhielten ein Patent für die Konstruktion des Magnet-Lagers. Weiterhin wollen MEPhI-Forscher die technischen Eigenschaften des Lagers vervollkommnen und es für den Einsatz in verschiedenen Stromenergie-Systemen anpassen.
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