Aussichtsreicher Kandidat für Supraleitung
Mit Magnesiumdiborid scheint ein vergleichsweise billiges Material für Supraleiter gefunden zu sein.
Magnesiumdiborid (MgB2) macht seit seiner Entdeckung im Februar Schlagzeilen, da das Material bei der Temperatur von 39 Kelvin (minus 234,15 Grad Celsius) supraleitende Eigenschaften besitzt.
In der aktuellen Ausgabe von Nature schreiben insgesamt 35 Physiker in drei Artikeln über neue Erkenntnisse zu MgB2. Im Vordergrund steht die praktische Anwendung dieses Supraleiters, der kostengünstige Lösungen verspricht.
Chang-Beom Eom und seine Kollegen kontaminierten Magnesiumdiborid mit Sauerstoff und entdeckten, dass diese Mischung mehr elektrischen Strom in einem magnetischen Feld leiten kann als reines MgB2. In einem weiteren Artikel beschreibt Y. Bugoslavsky eine andere Möglichkeit, die kritische Stromdichte im Material zu erhöhen. Sie beschossen MgB2 mit einem Ionenstrahl. Das Resultat ähnelt dem der Versuche mit der Sauerstoff-Legierung. Die Supraleitfähigkeit wird nicht in vollem Umfang durch das Magnetfeld ausgebremst. Magnesiumdiborid könne, so die Schlussfolgerung, durch chemische Verunreinigung oder mechanische Bearbeitung ähnliche Eigenschaften wie Hochtemperatur-Supraleiter erreichen. So genannte Hochtemperatur-Supraleiter werden bei Temperaturen supraleitend, die schon durch die sehr viel kostengünstigere und einfachere Kühlung mit flüssigem Stickstoff zu erzielen sind, während MgB2 mit Helium gekühlt werden muss. Die Hochtemperatur-Supraleiter sind allerdings im Unterschied zu MgB2 vergleichsweise teuer in der Produktion, spröde und schlecht zu verarbeiten.
Sungho Jin und Kollegen stellen Magnesiumdiborid-Leitungen vor. Sie bauten Drähte aus dem neuen Supraleiter-Material, indem sie es mit Eisen ummantelten. Bei der Suche nach einem geeigneten Werkstoff für die Drähte entdeckten sie, dass andere Materialien die kritische Leitfähigkeit in MgB2 dramatisch senkten. Mit Eisen dagegen reagiert der Supraleiter unproblematisch.
Supraleitung ist potenziell ein riesiger Markt. Noch wird die Nutzung für Kabel, Transformatoren und für Energiespeichersysteme vor allem durch die Kosten begrenzt. Nach einer Studie des Consortium of European Companies Determined To Use Superconductivity wird Supraleitung eine der führenden Technologien dieses Jahrhunderts werden. (Andrea Naica-Loebell)
Mehr in Telepolis: Die Mechanismen der Supraleitung bei Magnesiumdiborid. (fr)
