Materials & Design: графен улучшил способность меди проводить электричество
Фото: Andrea Starr / Pacific Northwest National Laboratory / phys.org
Обычное углеродное соединение позволяет значительно улучшить способность меди проводить электричество, обнаружили ученые из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории Министерства энергетики США. Результаты исследования, опубликованные в журнале Materials & Design, бросают вызов общепринятому представлению, как металлы проводят электричество.
Специалисты обнаружили, что графен значительно понижает температурный коэффициент сопротивления металла. В ходе эксперимента к электротехнической меди было добавлено 18 частей на миллион графена, в результате чего этот коэффициент сопротивления при комнатной температуре снизился на 11 процентов. Это соответствует повышению эффективности двигателя электромобиля на один процент.
По словам ученых, обычно введение добавок в металл увеличивает его температурный коэффициент сопротивления, то есть провода из композитного материала нагреваются быстрее при тех же уровнях тока по сравнению с проводами, изготовленными из чистых металлов. В данном случае при изготовлении провода возникает однородная структура почти лишенная пор с крошечными кластерами и чешуйками графена, которые отвечают за снижение коэффициента сопротивления.
Разработка может быть использована в сердечниках электродвигателей и генераторов. В настоящее время двигатели могут работать лишь в ограниченном температурном диапазоне, поскольку при перегреве электропроводность резко падает. Композит позволит двигателям выдерживать более высокие температуры без потери проводимости.
