למה לא להשתמש במשתנים על-הנהיים כחומרים לקליטות טרנספורטר כדי להשיג אפס איבוד?
מוליכים-על, כחומר שיכול תיאורטית להשיג העברת חשמל ללא התנגדות, יש להם פוטנציאל גדול, במיוחד בתחום העברת החשמל, כדי להפחית באופן משמעותי את איבוד האנרגיה. עם זאת, השימוש במוליכים-על כחומר לסלילים של טרנספורטורים אינו פתרון פשוט עקב הסיבוכיות הטכנולוגית, הכלכלית והפראקטית המעוררת. הנה כמה גורמים עיקריים:
גבול הטמפרטורה הקריטית: מוליכים-על צריכים לפעול בטמפרטורות נמוכות מסוימות כדי להציג תכונות מוליכות-על, בדרך כלל מגיעים לטמפרטורות קרובות לאפס המוחלט. זה אומר שמתקנים קירור מורכבים נדרשים כדי לשמור על מצב מוליך-על, מה שמעלים את עלות המתקן ומגדילים את הסיבוכיות שלו ומקשים על שמירה על פעולה יציבה לאורך זמן בישומים מעשיים.
עלות הזמינות של החומרים: למרות שנמצאו וסונתזו כמה חומרים מוליכים-על, לא כל חומרים מוליכים-על מתאימים לייצור תעשייתי בסולם גדול. תהליך הכנת חלק מהחומרים מוליכים-על הוא מורכב ואקרוני, מה שמכסה על יישומם בסולם גדול.
אתגרים טכנולוגיים: השגת מוליכות-על בטמפרטורת החדר ובלחץ אטמוספרי נשארת בעיה בלתי פתורה. למרות שנאמר כי כמה חומרים מראים דיאמגנטיות (האפקט של מייסנר) בתנאים מסוימים, זה לא אומר אוטומטית שיש להם התנגדות אפס. בנוסף, גם אם מוליכים-על מוכנים בהצלחה בתנאי מעבדה, ייתכן שיתקלו בקשיים טכנולוגיים במהלך הדפסה ושכפול לייצור המוני.
תועלת כלכלית: בהתחשב באינフラ הנרחב של מערכת החשמל הנוכחית, החלפה מלאה בחומרים מוליכים-על תדרוש השקעה ראשונית משמעותית וויות שיפוץ. בנוסף, אם כי חסכון האנרגיה של חומרים מוליכים-על בפעולתם לאורך זמן הוא משמעותי, ההשקעה הראשונית ועלויות החזקה יכולים לקחת זמן רב להחזיר את ההשקעה.
בטיחות ואמינות: היציבות של חומרים מוליכים-על בתנאים קיצוניים עדיין דורשת מחקר נוסף. למשל, כשל חשמלי פתאומי או שינויים בטמפרטורה יכולים לגרום לחומרים לאבד את מוליכות-על, זו היא שיקול ביטחוני חשוב במערכות חשמל.
לסיכום, אם כי מוליכים-על מציגים פוטנציאל של העברה ללא איבודים בתאוריה, האתגרים הטכנולוגיים, הכלכליים והפעליים ביישומים מעשיים מנעו את האימוץ הרחב של מוליכים-על כחומרים לסלילים של טרנספורטורים. ככל שהטכנולוגיה מתקדמת ונמצאים חומרים חדשים, עשויים להופיע פתרונות אפשריים בעתיד, אך הם עדיין בשלבי חקר.
