Вы когда-нибудь думали о будущем, в котором самолеты малой/средней дальности и традиционные поезда устареют, их заменит «суперсистема», способная заставить автомобили и грузовики двигаться со скоростью до 640 километров в час, а может быть, даже вдвое больше? Чжифэн Рен, директор Техасского центра сверхпроводимости в Университете Хьюстона, называет это «технологией, которая изменит мир». Это сверхпроводящая магистраль. Как это работает?
Сверхбыстрая полоса для транспортных средств и энергии
Сверхпроводимость — это удивительное явление, которое возникает, когда определенные материалы охлаждаются до чрезвычайно низких температур, что позволяет им проводить электричество без сопротивления. Я прав? Нет сопротивления. Ноль, действительно ноль. Это означает, что это явление можно использовать для управления поездами на магнитной подушке, которые «плавают» по рельсам, обеспечивая движение без трения. За исключением (конечно) сопротивления воздуха.
И сколько времени это займет?
Несмотря на большой потенциал, сверхпроводимость еще не покинула исследовательские лаборатории из-за высокой стоимости инфраструктур, требующих охлаждения материалов до сотен градусов ниже нуля. Однако в новом исследовании, опубликованном в APL Energy (Я связываю это здесь), группа немецких и американских исследователей считает, что они нашли обходной путь. «Уловка», которая может принести сверхпроводимость в повседневную жизнь. И создать систему, которая бы перевозила людей, товары и энергию по единой сверхпроводящей магистрали.
Идея состоит в том, чтобы интегрировать сверхпроводники в существующую дорожную инфраструктуру и добавить магниты под транспортные средства, избегая необходимости улучшать сверхпроводящий материал для каждого транспортного средства. Чтобы продемонстрировать технические аспекты этой концепции, исследователи построили модель, показывающую левитацию магнита над сверхпроводящим рельсом, с использованием сжиженного азота для охлаждения сверхпроводников в модели. Вместо этого будущие модели будут использовать водород. Как только он достигнет места назначения, сжиженный водород может быть преобразован в газ для использования в экологически чистых источниках энергии.
Все-в-одном шоссе
Каждое из этих применений (перевозка людей и грузов, передача электроэнергии и перекачка жидкого водорода на большие расстояния) чрезвычайно дорог при использовании отдельно со сверхпроводимостью. Однако, объединив все эти функции в одну систему, «супермагистрали», затраты значительно сокращаются и могут быть экономически эффективными в долгосрочной перспективе.
Люди могли путешествовать на своих условиях, пользуясь теми же временными преимуществами, которые предлагают сверхскоростные поезда и авиаперелеты. Потребление топлива или электроэнергии будет резко снижено, пока автомобиль или грузовик находится на сверхпроводящем рельсе, что снизит как затраты, так и воздействие на окружающую среду. По словам Рена, еще предстоит проработать несколько технических деталей, «но кривая обучения не должна быть крутой, поскольку мы многому научились за последние 40 лет или около того».
Возможно, потребуется еще 40, но у меня есть идея, что наземные сети смогут обслуживать гораздо больше, и еще долго.
