Kohlenstoffnanoröhrchen ersetzen Kupferkabel in Drohnen und Flugzeugen
von belmedia Redaktion ➔ business24.ch Allgemein Auto businessaktuell.ch Elektro Elektronik Flugzeug Forschung Innovation Magazine Mobilität motortipps.ch Nachhaltigkeit nachrichtenticker.ch News Produkte Technik Technologie Themen Transport Unternehmen Wirtschaft Ⳇ Verbreitung
Kupferkabel, wie sie in Drohnen, mobiler Elektronik und in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt werden, bekommen dank Forschern des IMDEA Materials Institute eine leichtgewichtige Konkurrenz. Zusammen mit weiteren spanischen Universitäten ist es gelungen, dünne Kabel aus Kohlenstoffnanoröhrchen herzustellen. Sie sind sechsmal leichter als Kabel aus Kupfer und sogar Aluminium, aber ähnlich leitfähig wie diese.
Die Geräte werden damit leichter. Trotzdem geht nicht sehr viel mehr elektrische Energie aufgrund des elektrischen Widerstands der Kabel verloren, heisst es.
Basis-Version noch ungeeignet
CNT gelten wegen ihrer geringen Dichte sowie elektrischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften seit Langem als ideale Bausteine für elektrische Leiter. Bislang hatten sie jedoch nicht die erforderliche elektrische Leitfähigkeit, um herkömmliche Materialien, insbesondere Kupfer, zu ersetzen.
„Wir sind die Ersten, die mit CNT-Fasern Ergebnisse erzielt haben, die eine ausreichende Leistung aufweisen, um eine realistische industrielle Alternative zu herkömmlichen leitfähigen Materialien darzustellen“, sagt Juan José Vilatela, Physikingenieur am IMDEA Materials Institute und Spezialist für Nanomaterialien.
Fremdmoleküle eingeschmuggelt
Entscheidend für die Verbesserung der Leitfähigkeit ist die Einfügung von Tetrachloraluminat-Molekülen in das CNT-Gitter. „Das Gewicht wird dadurch kaum erhöht“, ergänzt IMDEA-Forscherin Ana Inés de Isidro Gómez. Die Kohlenstoffnanoröhrchen bleiben zudem unverletzt, sodass sie ihre aussergewöhnliche Zugfestigkeit behalten, die ebenfalls zentral für die Nutzung als Stromleiter ist. Würden sie bei einer mechanischen Belastung reissen, wären sie keine Alternative zu klassischen Kabeln.
„Die Eigenschaften von CNT sind besonders bedeutsam für die Elektrifizierung des Verkehrs. In Elektrofahrzeugen, Drohnen und Flugzeugen befinden sich zahlreiche Kabel, die das Gesamtgewicht erhöhen und damit den Strom- beziehungsweise Treibstoffverbrauch. Auch Hochspannungsleitungen könnten aus den neuen Leitern hergestellt werden“, unterstreicht Vilatela.
De Isidro Gómez habe nachgewiesen, dass die Interkalation in der Gasphase die Leitfähigkeit kommerzieller CNT-Fasern deutlich über ihre bisherige Obergrenze hinaus steigere. „Das bietet sowohl eine rekordhohe elektrische Leitfähigkeit als auch die Aussicht auf weitere Steigerungen“, schliesst die Wissenschaftlerin.
Quelle: pressetext.redaktion/Wolfgang Kempkens
Bildquelle: materials.imdea.org