碳纳米球可以极大地促进可持续的能源供应

明天的可再生能源往往远离最终用户。例如，风力涡轮机在海上放置时最有效。如果重点关注从北非和南欧到北欧的太阳能运输，太阳能将对欧洲能源系统产生最大影响。

“减少电力传输过程中的能量损失是未来能源系统最重要的因素之一，”Chalmers研究员ChristianMüller说。“另外两个是开发可再生能源和储能技术。”

他与来自查尔姆斯理工大学和瑞典Borealis公司的同事一起，发现了一种减少交流电缆能量损失的有效方法。结果最近发表在AdvancedMaterials上，这是一本排名很高的科学期刊。

研究人员已经证明，富勒烯分子中的纳米材料C60碳球的不同变体为高压电缆中使用的绝缘塑料的击穿提供了强有力的保护。今天，必须限制电缆中的电压以防止绝缘层受损。电压越高，电子可以越多地泄漏到绝缘材料中，这一过程会导致击穿。

向绝缘塑料中添加非常少量的富勒烯就足以使其承受比没有添加剂的塑料可承受的电压高26%的电压而不会使材料破裂。

“能够在这种程度上增加电压将导致全世界电力传输的巨大效率提升，”ChristianMüller说。“业界的一个主要问题是如何在不使电力电缆变厚的情况下提高传输效率，因为它们已经非常沉重且难以处理。”

自20世纪70年代以来，使用添加剂来保护绝缘塑料一直是一个众所周知的概念，但直到现在还不知道究竟要添加多少和多少。因此，目前根本不使用添加剂，并且以尽可能高的化学纯度制造绝缘材料。

近年来，其他研究人员已经在高压电缆的导电部件中试验了富勒烯。然而，到目前为止，尚不清楚该物质对绝缘材料是有益的。

Chalmers的研究人员现已证明，到目前为止，富勒烯是绝缘塑料的最佳稳压剂。这意味着它们具有迄今为止无与伦比的捕获电子能力，从而保护其他分子不被电子破坏。

为了得出这些发现，研究人员测试了许多分子，这些分子也用于Chalmers的有机太阳能电池研究中。使用几种不同的方法测试分子，并将其添加到用于高压电缆的绝缘塑料片中。然后使塑料片经受增加的电场直至它们发生噼啪声。富勒烯原来是最有效保护绝缘塑料的添加剂类型。

下一步是在用于交流电的完整高压电缆中大规模地测试该方法。研究人员还将在高压电缆中测试直流电的方法，因为直流电比非常长距离的电力传输更有效。

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