Novo material de isolamento pode permitir uma distribuição de eletricidade mais eficiente

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Novo material de isolamento pode permitir uma distribuição
de eletricidade mais eficiente
Um novo polímero conjugado oferece a oportunidade de melhorar os materiais isolantes em torno de
cabos de alta tensão para uma transmissão de energia mais eficiente.
Crédito da imagem: Mladen Borisov em Unsplash
A maneira mais eficiente de transportar eletricidade por longas distâncias é usar cabos de corrente
contínua de alta tensão (HVDC). Para melhorar ainda mais a eficiência de transmissão de energia de
materiais de isolamento de cabos HVDC com uma condutividade elétrica muito baixa são necessários,
algo que Christian Muller e seu grupo de pesquisa na Chalmers University of Technology chegaram
agora um passo mais perto.
Existem muitos benefícios para os cabos HVDC. Em um cabo de corrente contínua, a eletricidade pode
ir em ambas as direções, uma maneira perfeita de conectar redes de eletricidade que de outra forma
seriam separadas. Os cabos também podem ser enterrados e até colocados no fundo do mar, o que
possibilita expandir a rede e conectar diferentes partes do mundo.
Mas mesmo que os cabos HVDC de hoje sejam bons, eles podem ser ainda melhores. Para obter o
menor número possível de perdas de eletricidade nos cabos, você deseja aumentar a tensão de
transmissão. Mas isso estabelece altos padrões sobre o material de isolamento em torno do núcleo
condutor. Os cabos elétricos mais avançados de hoje usam isolamento extrudado à base de polietileno,
um plástico que também é encontrado em sacos de compras comuns.
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O problema com este material é que é sensível ao calor. Nas altas temperaturas de trabalho dos cabos
HVDC, 70 a 90 oC, o material torna-se macio. Isso pode ser resolvido através da criação de reticulações
cruzadas covalentes entre as cadeias de polímeros, mas então surge um novo problema. Durante a
produção, são formados subprodutos nocivos, o que também prejudica as propriedades elétricas do
material.
Christian Muller e seu grupo de pesquisa encontraram uma nova maneira de criar um material de
isolamento com excelentes propriedades elétricas. Ao adicionar quantidades muito pequenas do
polímero conjugado poli(3-hexsiltiofeno) (P3HT) ao polietileno, a condutividade elétrica do material de
isolamento pode ser drasticamente reduzida.
Quando apenas 5 ppm de P3HT foi adicionado, a condutividade de corrente contínua no material foi três
vezes menor em comparação com o polietileno sem o aditivo - o que, considerando a baixa quantidade
do aditivo que é necessário, é o melhor resultado para qualquer aditivo redutor de condutividade até o
momento. Outros tipos de aditivos redutores de condutividade incluem nanopartículas de óxido metálico
e outras poliolefinas, mas essas devem ser adicionadas em quantidades muito maiores.
Polímeros conjugados, como o P3HT, já foram usados para projetar, por exemplo, eletrônicos flexíveis e
impressos. Esta é a primeira vez que um polímero conjugado (um dos materiais de cavalo de obra para
eletrônicos flexíveis e impressos) é usado como um mero aditivo para outro polímero para mudar suas
propriedades e os pesquisadores acreditam que a descoberta abrirá uma série de novas aplicações.
Referência: Amir Masoud Pourrahimi, et al., Repurgando Poly(3-hexylthiophene) como aditivo redutor de
condutividade para Isolamento de Altas Vações à Base de Polietileno (2021). DOI:
10.1002/adma.202100714
Comunicado de imprensa fornecido pela Fundação Sueca de Pesquisa Estratégica
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202100714
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202100714
https://strategiska.se/en/new-insulation-material-can-enable-more-efficient-electricity-distribution/