Jeden z najväčších snov fyziky je bližšie. Vedci ukázali spôsob, ako ukončiť veľké plytvanie elektrinou
Predstav si elektrické vedenie, ktorým prúd tečie bez akejkoľvek straty energie. Žiadne zahrievanie, žiadne premrhané kilowatty, žiadne náklady na chladenie. Práve tento sen fyzikov a inžinierov poháňa výskum supravodivosti už desaťročia.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneModerná civilizácia spotrebúva obrovské množstvo elektrickej energie, pričom jej značná časť sa pri prenose stratí v podobe tepla. Keby sme dokázali tento problém vyriešiť, zmenilo by to celú energetiku od základov.
Priblíženie k izbovej teplote
Výskumníci z Argonne National Laboratory, patriaceho pod americké ministerstvo energetiky, identifikovali, ako drobné zmeny v štruktúre materiálu zvaného superhydrid ovplyvňujú jeho schopnosť viesť elektrinu bez odporu. Kľúčovým zistením je, že už nepatrné úpravy usporiadania atómov v kryštalickej mriežke dokážu posunúť hranice teploty, pri ktorej k tomuto javu dochádza.
Tím skúmal lantánový superhydrid, do ktorého pridal malé množstvo kovového prvku ytria, čím sa mu podarilo zvýšiť stabilitu materiálu a zároveň znížiť tlak potrebný na dosiahnutie supravodivosti.
Mimoriadne dôležité je to aj z pohľadu bežnej spotreby elektriny, pretože ako sme informovali v samostatnom článku o najväčších žrútoch energie v slovenských domácnostiach, obrovské množstvo elektriny dnes mizne na zdanlivo nenápadných zariadeniach, ako sú staré obehové čerpadlá, elektrické sporáky či mrazničky. Práve preto je výskum supravodičov taký zásadný.
Práve preto je výskum supravodičov taký zásadný. Patria k najzaujímavejším materiálom modernej fyziky. Dokážu viesť elektrický prúd úplne bez odporu, čo znamená, že sa pri tom neuvoľňuje žiadne teplo a energia sa nestráca. Práve preto sa využívajú napríklad v zariadeniach ako magnetická rezonancia, v časticových urýchľovačoch alebo vo výskume magnetickej levitácie.
Energia sa nestráca len doma, mizne aj cestou k nám
V domácnostiach sa energiou najviac plytvá tam, kde ju často ani nevnímame. Podľa údajov z Eurostatu, v EÚ smerovalo v roku 2023 až 62,5 % energie v domácnostiach na vykurovanie priestorov, ďalších 15,1 % na ohrev vody a 14,5 % na svietenie a elektrické spotrebiče. Najväčšie straty tak nevznikajú len pri „veľkých“ technológiách, ale aj pri bežných návykoch: prekurovaní bytov, slabšej izolácii, zbytočne vysokej teplote vody či neefektívnych spotrebičoch.
Ešte väčší problém je však v tom, že energia sa stráca skôr, než sa vôbec dostane k človeku domov. Podľa údajov spoločnosti SEPS, ktorá prevádzkuje slovenskú prenosovú sústavu, dosiahli straty v prenosovej sústave v roku 2023 hodnotu 324,704 GWh, čo predstavovalo 1,06 % z prenesenej elektriny. Inak povedané, časť elektriny sa stratí už počas samotného presunu cez sieť, ešte predtým, než ju spotrebuje domácnosť, firma či priemysel. Nejde pritom o zanedbateľné číslo, ale o systémový problém, ktorý je prirodzeným dôsledkom odporu vedení a premeny časti energie na teplo.
Keď sa na to pozrieme v širšom európskom kontexte, problém je ešte väčší. Eurostat ďalej uvádza, že v roku 2023 sa ku konečným používateľom v EÚ dostalo len 67 % dostupnej energie, zatiaľ čo zvyšok sa stratil najmä pri výrobe elektriny a jej distribúcii, prípadne sa spotreboval priamo v energetickom sektore.
Problémom však je, že väčšina dnes známych supravodičov funguje len pri extrémne nízkych teplotách, zhruba mínus 196 stupňov Celzia. To si vyžaduje drahé a technicky náročné chladiace systémy, čo zásadne obmedzuje ich masové využitie.
Superhydridy posunuli túto hranicu výrazne vyššie. Dokážu dosiahnuť supravodivosť pri teplote okolo mínus 12 stupňov Celzia, čo je v porovnaní s predchádzajúcimi materiálmi obrovský pokrok smerom k izbovej teplote. Stále však vyžadujú enormný tlak, približne 1,4 milióna násobku bežného atmosférického tlaku. Práve to zostáva hlavnou prekážkou na ceste k ich praktickému nasadeniu v reálnom svete.

Na to, aby mohli vedci tieto materiály vôbec skúmať, stlačili mikroskopicky malú vzorku pomocou dvoch diamantových čeľustí. Tento prístroj, nazývaný „diamond anvil cell“, je schopný generovať tlak až päť miliónov atmosfér.
Následne na vzorku nasmerovali výkonný röntgenový lúč zo zariadenia Advanced Photon Source, jedného z najvýkonnejších röntgenových generátorov na svete, ktoré sa nachádza priamo v Argonne. Nedávna rozsiahla modernizácia tohto zariadenia umožnila vedcom sledovať štruktúru materiálu na úrovni jednotlivých atómov s presnosťou, ktorá predtým nebola možná.
Nové možnosti v každom odvetví
Výsledky prekvapili aj samotných výskumníkov. V skúmanom materiáli objavili nie jednu, ale dve odlišné kryštalické štruktúry, pričom každá z nich vykazovala supravodivosť pri trochu inej teplote. Tento nález mení doterajšie chápanie supravodičov. Ukazuje totiž, že supravodivosť nie je pevne danou a nemennou vlastnosťou materiálu.
Dá sa ladiť samotným usporiadaním atómov, a to bez toho, aby sa menilo jeho chemické zloženie. To otvára nové možnosti, ako cielene navrhovať materiály s požadovanými vlastnosťami priamo na mieru.
Vedci si dobre uvedomujú, že extrémny tlak zostáva najväčšou praktickou prekážkou. Ich ďalším krokom bude preto pridanie ďalších chemických prvkov do štruktúry superhydridu, čo by mohlo potrebný tlak ešte viac znížiť. Každý takýto krok nás posúva bližšie k materiálu, ktorý by fungoval v bežných podmienkach.
Ak sa to niekedy podarí, výsledky budú revolučné. Bezstratový prenos elektrickej energie by výrazne znížil energetickú spotrebu, medicínske prístroje by sa stali dostupnejšími a nové technológie v magnetickej doprave by mohli zmeniť spôsob, akým sa pohybujeme po svete.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Fyzici objavili malú chybu v samotnom čase. Tikot vesmíru má v sebe nečakanú trhlinu

Namiesto baní malý reaktor. Vedci narazili na jav ako zo sci-fi, môže navždy zmeniť energetiku

Vedci možno zistili, ako sa na Zem dostala voda. 370 svetelných rokov od nás našli silnú stopu

Je 10-krát účinnejšia než bežné lieky. Vedci odhalili tajnú zbraň jedovatých hadov, toto nečakali

Čína začala stavať dlhú trať kvôli Európe. Drahý projekt má úplne obísť Rusko
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Chýbať bude až 500-tisíc Slovákov: „Zachráň sa kto môžeš,“ varuje Mihál. V tomto roku môže nastať kolaps
PREMIUMInvestoval si a firma skrachovala: Tieto 3 kroky sú kľúčové, o svoje peniaze prísť nemusíš (NÁVOD)

Lekár predpíše záhradkárčenie, seniori žijú v „dedine demencie“: 10 kuriozít zo zdravotníctva, ktoré vo svete naozaj fungujú

Slováci natvrdo pomenovali najdepresívnejšie miesta: Týmto slovenským mestám dali nelichotivú nálepku

Najlepšie letisko sveta je v Európe. Rebríček ukázal, kde sa cestuje najpohodlnejšie
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Akčný veľkofilm 2026 práve pribudol online aj s dabingom. Mal začať novú éru, nakoniec úplne pohorel
- Netflix ukázal nový vojnový veľkofilm. 65 futbalistov čakal po zápase desivý osud
- Čistky na Netflixe pokračujú. Tieto seriály definitívne končia, ak si ich pozeral, máš smolu
- Do Európy mieri ďalší čínsky gigant. Privezie takmer 5-metrové SUV s dojazdom 720 km
- Studená sprcha pre divákov Netflixu. Gigant chystá krok, z ktorého sa roky posmieval
-
- Akčný veľkofilm 2026 práve pribudol online aj s dabingom. Mal začať novú éru, nakoniec úplne pohorel
- Netflix ukázal nový vojnový veľkofilm. 65 futbalistov čakal po zápase desivý osud
- Do Európy mieri ďalší čínsky gigant. Privezie takmer 5-metrové SUV s dojazdom 720 km
- Studená sprcha pre divákov Netflixu. Gigant chystá krok, z ktorého sa roky posmieval
- Zaklínač práve dostal brutálnu konkurenciu. Nové fantasy prináša vec, aká tu ešte nebola
-
- Nová česká komédia valcuje internet. Už mesiac ju ľudia nevedia prestať sledovať
- Slovenskí vodiči si musia dať pozor na nové radary. Rozdávajú pokuty aj bez zastavenia
- Tri roky čakania sa skončili. Na Netflix práve dorazil seriálový klenot
- 2,6 kilometra pod zemou vzniká baňa novej generácie. Diesel v nej nahradilo 66 elektrických strojov
- Slovensko našlo spojenca pre nový jadrový reaktor. S rovnakou technológiou je roky pred nami
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Chýbať bude až 500-tisíc Slovákov: „Zachráň sa kto môžeš,“ varuje Mihál. V tomto roku môže nastať kolaps
PREMIUMInvestoval si a firma skrachovala: Tieto 3 kroky sú kľúčové, o svoje peniaze prísť nemusíš (NÁVOD)

Lekár predpíše záhradkárčenie, seniori žijú v „dedine demencie“: 10 kuriozít zo zdravotníctva, ktoré vo svete naozaj fungujú

Slováci natvrdo pomenovali najdepresívnejšie miesta: Týmto slovenským mestám dali nelichotivú nálepku

