Veda na Slovensku ani krátko po novoročných oslavách nespí. Na čom aktuálne pracujú vedci zo Slovenskej akadémie vied?
Budova Slovenskej akadémie vied. Zdroj: SAV, v. v. i.
Veda na Slovensku ani začiatkom nového roka nespí. Čím sa momentálne zaoberajú vedci zo Slovenskej akadémie vied (SAV, v. v. i.) a aké slovenské patenty čakajú na schválenie?
Inovatívny spôsob spájania keramických materiálov
Logo Ústavu anorganickej chémie SAV, v. v. i. Zdroj: SAV, v. v. i.
Hneď začiatkom roka SAV, v. v. i., na svojich stránkach informuje o jedinečnom spôsobe spájania keramických materiálov na báze karbidu kremičitého.
Spomínané materiály sú považované za jedny z najdôležitejších konštrukčných keramických materiálov pre jadrový a vesmírny priemysel, a to najmä vďaka ich nízkej hustote, výborným mechanickým vlastnostiam aj pri vysokých teplotách a odolnosti proti žiareniu. Výskumu týchto materiálov budúcnosti sa vedci z Ústavu anorganickej chémie SAV, v. v. i., napokon venujú už dlhé roky.
Pozrite si
V spolupráci s čínskymi kolegami sa im teraz podarilo navrhnúť a pripraviť nové vrstevnaté ternárne karbidy na báze karbidu kremičitého a prvkov vzácnych zemín syntézou v roztavenej soli a tie použili ako spojivo pre materiály na báze karbidu kremičitého.
V čom spočíva ich jedinečný prínos? Vplyvom reakcie počas spekania totiž vytvorili taveninu, z ktorej precipitovali (zrážali sa) zrná karbidu kremičitého, a vďaka prítomnosti tekutej fázy došlo k ich úplnému zhutneniu so základným materiálom. Vznikol takmer bezšvový spoj.
Takto vykázali spojené komponenty úplne rovnaké vlastnosti ako pôvodný monolitný materiál. Výsledok vedci publikovali v sérii prác v zahraničných časopisoch Journal of the European Ceramic Society či Journal of American Ceramic Society, zameraných na vývoj keramických materiálov.
Slovenský patent za výskum nových vertikálnych výkonových súčiastok
Elektrotechnický ústav SAV, v. v. i., sa ešte v roku 2023 zaoberal výskumom nových vertikálnych výkonových súčiastok. Inovatívne riešenie vedcov ústavu využíva nitrid galitý (GaN) vo vertikálnom usporiadaní, ktoré umožňuje tok prúdu naprieč súčiastkou a spínaný výkon a napätie je možné nastaviť rôznou hrúbkou GaN vrstiev. Koncept Elektrotechnického ústavu SAV, v. v. i., získal na riešenie aj slovenský patent, európska prihláška sa zatiaľ posudzuje.
V porovnaní s inými je uvedené riešenie technologicky jednoduchšie a nevyžaduje nanoštruktúry alebo iné špeciálne vrstvy. Namiesto toho sa využíva často neželané primiešavanie uhlíka do GaN vrstiev, ktorému sa nedá celkom vyhnúť.
Elektronické súčiastky vhodné pre vysoké napätia alebo výkony tvoria základ konvertorov napäťových úrovní, ako sú spínané zdroje v spotrebnej elektronike alebo nabíjačky a regulátory výkonu elektromobilov. Konvenčná technológia ich výroby spočíva v planárnom usporiadaní, teda takom, keď elektrický prúd tečie v rovine súčiastky. Tie však limitujú nižšie účinnosti spínania alebo nízke pracovné napätia a výkony.
Supravodivý kábel pre jednosmerný prúd
Graf vedcov z Elektrotechnického ústavu SAV, v. v. i. Zdroj: SAV, v. v. i.
Ešte v roku 2023 sa vedci z Elektrotechnického ústavu SAV, v. v. i., podieľali na vývoji supravodivého kábla na prenos elektrickej energie jednosmerným prúdom. V rámci medzinárodného projektu SCARLET hľadali riešenie, ktoré by sa dalo výhodne použiť v rámci farmy veterných turbín, kde možno priamo získať elektrickú energiu na úrovni stredného napätia (25 až 100 kV).
Prúd prenášaný diaľkovým káblom musí byť v takomto prípade výrazne vyšší než pri klasickom prenose veľmi vysokým napätím.
Pozrite si
„Ak chceme nahradiť prenos pri 500 kV prenosom pri 50 kV, transportná kapacita kábla sa musí desaťnásobne zvýšiť, teda napríklad z 2 000 A na 20 000 A. To sa však nedá dosiahnuť pomocou štandardnej káblovej technológie XLPE, preto projekt SCARLET zavádza supravodivé káble s využitím takzvaných vysokoteplotných supravodičov, chladených kvapalným dusíkom. Kábel obsahuje 80 páskových vodičov, širokých tri milimetre,“ vysvetlil Fedor Gömöry z Elektrotechnického ústavu SAV, v. v. i.
Vedec spolu s kolegami hľadá také usporiadanie, v ktorom by sa čo možno najlepšie vyhli ohrevu vodičov magnetickým poľom, ktoré prenášaný prúd vytvára. Ešte v uplynulom roku pritom vypracovali výpočtový program, s pomocou ktorého dokážu takýto ohrev predpovedať.
Výsledky ich modelovania prispejú do rozhodovania o konečnej podobe kábla, ktorý bude zadaný do výroby a v záverečnej fáze projektu otestovaný.
Pre ďalšie aktuality a novinky sledujte internetovú stránku SAV, v. v. i.
(af)
