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Entwicklung innovativer Supraleiter mit Schichtarchitektur für die Energietechnik

Dieses von Zenergy Power koordinierte Projekt wurde in enger Kooperation mit den Partnern RWTH Aachen (IWE II - Prof. Waser und IAC - Prof. Dronskowski), Forschungszentrum Jülich (IBN - Dr. Wördenweber), der Universität Tübingen (Institut für Angewandte Physik - Prof. Eibl) und GTT Technologies GmbH durchgeführt.

Die Hochtemperatur-Supraleiter (HTS) Technologie stellt aufgrund des einzigartigen Eigenschaftsprofils eine Schlüsseltechnologie dieses Jahrhunderts dar. HTS-Bandleiter sind im Begriff energietechnische Anwendungen, wie Motoren, Generatoren, Transformatoren und Kabel, sowie Magnetanwendungen, wie Induktionsheizer und MRI, zu revolutionieren. Das Projekt Entwicklung innovativer Supraleiter mit Schichtarchitektur für die Energietechnik (ELSA) beschäftigte sich mit der Herstellung von Coated Conductors auf Basis von epitaktischen Wachstum von Puffern und YBCO Supraleiterschichten auf texturiertem Metallsubstrat mittels des CSD-Verfahrens. Das F&E Projket wurde in vier Arbeitspakete unterteilt.

1) Für die Grundlagen innovativer Zwischenschichtsysteme (=Puffer) sollten zunächst mit rechnergestützten Methoden eine geeignete Materialauswahl getroffen und diese dann praktisch überprüft werden.

2) Grundlagenuntersuchungen zu hoch-performanten Supraleiterschichten für praktische Anwendungen in Magnetfeldern erfolgten durch Auswahl und Synthese geeigneter Pinningzentren und durch deren Einbau in die Supraleiterschicht.

3) Die Entwicklung und Optimierung des komplexen Beschichtungsprozesses beinhaltete die Weiterentwicklung der Beschichtungslösungen in Bezug auf Benetzungs- und Trocknungseigenschaften unter Verwendung von Additiven. Die Optimierung der einzelnen Kristallisationsprozesse basierte auf thermodynamischen und quantenmechanischen Berechnungen zu Stabilitätsbereichen.

4) Die Pilotfertigung und der Test der HTS-Leiter umfasste die Aufskalierung der im Labormaßstab entwickelten Beschichtungen auf Längen von 100m und mehr. Dies beinhaltete die Bereitstellung der Beschichtungslösungen in geeigneten Mengen und die Entwicklung der benötigten reel-to-reel Prozessanlagengeneration. Mit solch einem Band sollte schlussendlich eine Spule gefertigt und getestet werden.

Funding Period: 01.06.2007 - 30.06.2010