Создание новых типов линий электропередач – дело весьма актуальное, но не простое. Научный коллектив сотрудников Института нанотехнологий микроэлектроники (ИНМЭ) РАН, Всероссийского научно-исследовательского, проектно-конструкторского и технологического института кабельной промышленности (ВНИИКП) и Московского авиационного института предложил совершенно новую идею: кабельная линия энергопередачи, сочетающая сверхпроводник и хладагент, который не только поддерживает сверхпроводящее состояние кабеля, но является энергоносителем. Наконец эта идея доведена до опытного образца, где в качестве хладагента использован жидкий водород. Потери на поддержание низкой температуры в «водорических» (от hydricity = hydrogen+electricity) магистралях для передачи электроэнергии составляют десятые доли процента, а экологичность водородных технологий и подобранный с учетом низкой стоимости сверхпроводящий материал – дополнительные, но также весомые аргументы.

«Водород – один из наиболее эффективных энергоносителей, он имеет самую высокую плотность энергии среди других видов топлива. Но кроме этого водород обладает хорошими охлаждающими свойствами в жидком состоянии, и этот «бесплатный» холод в потоке водорода позволяет использовать сверхпроводящие кабели в криогенных магистралях для дополнительной передачи электричества, что значительно увеличивает плотность потока энергии», – комментирует участник проекта, заведующий отделением сверхпроводящих проводов и кабелей ОАО «ВНИИКП», доктор технических наук Виталий Высоцкий.

В качестве сверхпроводящего материала в проделанной работе использовались ленты диборида магния MgB2 (производства фирмы Columbus Superconductor, Италия). Этот низкотемпературный сверхпроводник с критической температурой ~39 К был открыт совсем недавно, в 2001 году. Для использования в водородной магистрали он хорошо подходит, в первую очередь потому, что может работать при температуре жидкого водорода, демонстрируя высокие сверхпроводящие свойства. Но, главное, его производство – дело достаточно простое и дешевое. По сравнению с известными высокотемпературными сверхпроводниками его цена в двадцать раз меньше.

Первый практический эксперимент был задуман как проверка идеи использования диборида магния для водородных энергетических магистралей. Важно заметить, что созданный во ВНИИКП сверхпроводящий кабель – второй случай применения диборида магния на практике. Пока преимуществами этого материала успели воспользоваться только разработчики магнитов МРТ-сканеров.

Что касается устройства сверхпроводящего кабеля, то его основной токонесущий слой состоит из пяти лент диборида магния спирально уложенных на сердечник пучком медных проволок. Диаметр кабеля составляет 26 мм, а длина – около 10 метров. При этом внутри остаётся изолированный канал диаметром около 12 мм для течения охлаждающего жидкого параводорода (изомер водорода). Также параводород циркулирует и в полости между внешней оболочкой кабеля диаметром 28 мм и внутренней стенкой криостата диам