Новый изолятор будет способствовать эффективной доставке электроэнергии

Для глобального перехода к возобновляемой энергетике важна эффективная транспортировка электроэнергии на большие расстояния, поскольку ветряные и солнечные фермы, а также плотины гидроэлектростанций, часто расположены далеко от городов, где сосредоточен основной спрос на электричество.

Высоковольтные кабели постоянного тока (HVDC) являются наиболее эффективным средством транспортировки электроэнергии на большие расстояния. HVDC в изоляционной облатке можно прокладывать под землей или на морском дне, значительно расширяя и оптимизируя существующую инфраструктуру энергосетей.

Потери энергии при её транспортировке должны быть сведены к минимуму, и один из способов достичь этого заключается в увеличении напряжения постоянного тока.

«Однако повышение напряжения передачи отрицательно сказывается на изоляции кабеля HVDC, — объясняет Сяндун Сюй (Xiangdong Xu) с кафедры электротехники Технического университета Чалмерса. — С возникающими в результате более высокими нагрузками электрического поля можно справиться, если в достаточной мере уменьшить электропроводность изоляционного материала».

В статье, опубликованной в журнале Advanced Materials, Сяндун и его коллеги из Чалмерса, университетов Лунда (Швеция) и Болоньи (Италия), компании Borealis, представили новый способ снижения проводимости полиэтилена, широко используемого в качестве изолятора в существующих кабелях HVDC.

Вводя в полиэтилен крошечные количества — 5 частей на миллион — сопряжённого полимера, известного как P3HT, исследователи смогли снизить электропроводность этого материала в три раза.

Тот же результат ранее достигался с помощью наночастиц оксидов различных металлов и полиолефинов, но их приходилось добавлять в гораздо более высоких концентрациях.

Сопряжённые полимеры успешно используются для разработки гибкой и печатной электроники, однако в этой работе впервые были опробованы в качестве добавки для изменения свойств популярного пластика. Исследователи считают, что их открытие может привести к появлению множества новых приложений и направлений исследований.