Superlederteknologi til industrien

Det var i forrige måned at forskerne Magne Runde og Niklas Magnusson ved SINTEF Energi mottok en prestisjetung europeisk innovasjonspris i Brussel. Som en av 350 medlemsorganisasjoner i EARTO (European Association for Research and Technology Organisations) havnet de i finalegruppen på seks, og stakk av med heder, ære og en pris som smakte ekstra godt etter over ti års nitidig arbeid.

Leder strøm uten motstand

Det spesielle med superledende materialer er at de leder strøm helt uten motstand. Gjennombruddet kom i 1986 da sveitseren Karl Müller og tyske Georg Bednorz ved IBM Research Division i Zürich fant materialer der de klarte å skape superledning ved 35 Kelvin – minus 238 grader Celsius. I 1987 fikk de en Nobel-pris for oppdagelsen. I ettertid har det blitt utviklet høytemperatur-superledere, som krever mindre kjøling. Disse leder strøm uten motstand når de blir kjølt ned til minus 196 grader Celsius, kokepunktet for nitrogen.

- Selv om utviklingen har gjort det mindre energikrevende å kjøle superledere, har de praktiske kommersielle anvendelsene latt vente på seg. I dag brukes lavtemperatur superledere i kroppscanningsmaskiner på sykehus samt på forskningssenteret CERN i Sveits, forteller Niklas Magnusson. Lavtemperatur superledere må kjøles med flytende helium ved 4 Kelvin, minus 269 grader Celsius.

Ny type induksjonsovn

Og nå har altså forskerduoen funnet et bruksområde for høytemperatur superledere. Takket være teknologi de har utviklet, brukes de nye superlederne nå i fem induksjonsovner ved fabrikkanlegg i kobber- og aluminiumindustrien på kontinentet. Ovnene varmer opp aluminium- og kobberemner til 450-500 grader Celsius før disse skal presses til profiler og bli til produkter som omgir oss på alle kanter – i alt fra lysarmatur til vindusrammer. - Virkningsgraden til de gamle ovnene var ekstremt lav, bare 50 prosent, forteller Magnusson. Det vi gjorde var å skifte ut kobberledere med superledere og vekselstrømmen med likestrøm. Siden induksjonoppvarming må ha vekselstrøm for å fungere, endret vi geometri og typologi på ovnen slik at aluminiumsemnet roterer og dermed likevel «ser» et vekselstrøm magnetfelt.

Sparer en million i året

Resultatene er svært gode. I de SINTEF-utviklede induksjonsovnene sparer superlederne store mengder elektrisitet. Faktisk så mye at en produsent av aluminiumsprofiler kan spare en million kroner i året på strøm. – Dette høres kanskje ikke ut som noe kjempebeløp. Men marginene er små i pressverkene. Og da monner besparelser på en million kroner i året, sier Magnusson.

Den tyske firmagruppen Zenergy Power Gmbh kjøpte i 2007 lisens på SINTEF-patentet. Så langt har den tyske produsenten sammen med selskapet Bültmann altså solgt fem av de nyutviklede ovnene til metallindustrien. Den første ovnen har vært i bruk siden 2008, og har i løpet av den tiden varmet opp 15.000 tonn aluminium.

Har noe å tilby industrien

Runde og Magnusson synes det er bra at deres forskning bidrar til å vise at superlederteknologi har noe å tilby industrien. – Vi redder ikke verden med løsningen vår. Like fullt er vi de første som har utviklet et bruksområde for høytemperatur superledere som det er blitt noe av, sier Runde.

Fremover kommer de to til å arbeide videre med å finne andre bruksområder for superledere. Magnusson sier at store havvindmøller kan være aktuelt terreng for teknologien. - Superledende materialer gir muligheter for å tenke på helt andre måter når man designer og bruker elkrafttekniske komponenter. I et lengre tidsperspektiv kan høytemperatur superledere derfor få stor betydning og en bred anvendelse, mener Magnusson.