Rüschlikon

14. April 2011 23:00; Akt: 15.04.2011 12:00 Print

Nobelpreis verändert Energietechnik

von Beat Glogger - Vor 25 Jahren entwickelten IBM-Forscher ein Material, das Strom ohne Widerstand leitet. Dafür gab es ein Jahr später den Physik-Nobelpreis. Jetzt ist die Technologie marktreif.

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Für ihre Entdeckung erhielten Karl Alex Müller und Georg Bednorz den Nobelpreis. (Foto: Ibm-Research Zürich)

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Die Physiker Karl Alex Müller und Georg Bednorz haben im Jahr 1986 etwas gezeigt, was bis dahin als unmöglich gegolten hatte: Unter gewissen Bedingungen können Oxide Strom ohne jeden Widerstand leiten. «Das war revolutionär», erinnert sich der heute 84-jährige Müller. «Denn Oxide galten als isolierend.» Revolutionär war die Entdeckung auch, weil man bis dato zwar das Phänomen der so genannten Supraleitung (siehe Box) kannte, aber nur bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt (minus 273 Grad Celsius).

Bednorz’ und Müllers Entdeckung läutete das Zeitalter der Hochtemperatur-Supraleitung ein. Wobei: Wirklich warm waren auch ihre Leiter aus keramischem Kupferoxid nicht. Sie leiteten den Strom bei minus 238 Grad Celsius. Aber die Physiker hatten gezeigt, dass auch Nicht-Metalle supraleitend sein können. Damit rückten praktische Anwendungen in Reichweite.

Ein Vierteljahrhundert nach der Entdeckung ist die Hochtemperatur-Supraleitung nun marktreif.

Super Anwendungen in Sicht

Hochtemperatur-Supraleitern steht eine grosse Zukunft im Energiesektor bevor. Verschiedene Projekte und Prototypen sind bereits realisiert:

Das erste kommerziell genutzte Supraleiter-Kabel ist seit 2008 in Long Island (USA) installiert. Es transportiert dreimal mehr Strom als herkömmliche Kupferkabel. Das ist besonders in Städten wichtig, weil dort der Platz in den Kabelschächten sehr begrenzt ist. Zudem ist es verlustfrei. Zum Vergleich: Im Schweizer Netz gehen bis zu fünf Prozent des Stroms schon bei der Übertragung verloren.

In Japan ist seit 2005 eine Magnetschwebebahn im Test. Sie erreicht ein Tempo von über 580 Kilometern in der Stunde. In der Bahn und auf der Schiene sind supraleitende Magnete verbaut.

Die Windturbine «SeaTitan» wird mit 10 Megawatt eine doppelt so hohe Leistung haben wie die grössten heute existierenden Turbinen. Der Generator aus supraleitendem Material ist mit flüssigem Stickstoff gekühlt. Der Kühlaufwand zahlt sich aber energetisch aus: Ein einziger SeaTitan wird Strom für bis zu 5000 Haushalte liefern. Zu seiner Kühlung reicht die Leistung eines gewöhnlichen Haushaltkühlschranks. Die Entwickler-Firma American Superconductor will zusammen mit Partnern das Windkraftwerk bis zum Jahr 2016 auf den Markt bringen.
Ein Vierteljahrhundert nach der Entdeckung ist die Hochtemperatur-Supraleitung nun marktreif.