Вы когда-нибудь задумывались о будущем, в котором самолеты малой/средней дальности и традиционные поезда устареют и будут заменены «суперсистемой», способной перемещать легковые и грузовые автомобили со скоростью до 640 километров в час или, возможно, даже вдвое больше? Чжифэн Рен, директор Техасского центра сверхпроводимости при Хьюстонском университете, 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» на рельсах, обеспечивая движение без трения. Если бы не (очевидно) сопротивление воздуха.
И сколько времени это займет?
Несмотря на свой большой потенциал, сверхпроводимость пока не покинула исследовательские лаборатории из-за дороговизны инфраструктуры, требующей 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. «Находка», которая может принести сверхпроводимость в повседневную жизнь. И создать систему, которая бы транспортировала людей, товары и энергию по единой сверхпроводящей магистрали.
Идея состоит в том, чтобы интегрировать сверхпроводники в существующую дорожную инфраструктуру и добавить магниты под транспортными средствами, избегая необходимости быстрого охлаждения сверхпроводящего материала на каждом транспортном средстве. Чтобы продемонстрировать технические аспекты этой концепции, исследователи построили модель, показывающую левитацию магнита над сверхпроводящей шиной, с использованием сжиженного азота для охлаждения сверхпроводников в модели. Вместо этого будущие модели будут использовать водород. По прибытии сжиженный водород может быть преобразован в газ для использования в экологически чистых энергетических установках.
Все-в-одном шоссе
Каждое из этих применений (перевозка людей и грузов, передача электроэнергии и перекачка жидкого водорода на большие расстояния) чрезвычайно дорог, если использовать его отдельно со сверхпроводимостью. Однако объединение всех этих функций в единую систему «супермагистрали» существенно снижает затраты и может оказаться экономически выгодной в долгосрочной перспективе.
Люди могли путешествовать в своем темпе, пользуясь в то же время преимуществами высокоскоростных поездов и авиаперелетов. Потребление топлива или электроэнергии будет значительно снижено, пока автомобиль или грузовик будет двигаться по сверхпроводящей дорожке, что снизит как затраты, так и воздействие на окружающую среду. Некоторые технические детали еще предстоит проработать, как говорит Рен, «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.
