Vervanger koper gevonden

Share Button

Koperdiefstallen zijn een steeds hardnekkiger plaag. Daar zou wel eens verandering in kunnen komen. Met deze revolutionaire ontdekking zijn onderzoekers er in geslaagd, één van de meest voorkomende materialen op deze planeet de functie van koper over te laten nemen en zelfs te overtreffen.

Koper wordt waarschijnlijk in de toekomst weer vooral een decoratief materiaal. Koolstof nanobuisjes geleiden stroom namelijk beter dan koper.

Koper wordt waarschijnlijk in de toekomst weer vooral een decoratief materiaal. Koolstof nanobuisjes geleiden stroom namelijk beter dan koper.

Kopervervanger dringend nodig
Koper is een erg goede elektrische geleider. Van alle metalen geleidt alleen het nog schaarsere zilver, stroom nog beter. Geen wonder dat koper heel veel gebruikt wordt voor elektronica en stroomkabels. Vooral de sterke vraag uit China maakt nu dat een kilo koper al gauw meer dan zes euro kost en geen koperhoudend voorwerp meer veilig is voor het dievengilde.

Onderzoekers zijn er nu voor het eerst in geslaagd een vervanger voor koper te vinden. Een materiaal dat stroom beter geleidt dan dit steeds schaarser wordende metaal dus. Het materiaal in kwestie is koolstof, dat in de vorm van steenkool, kooldioxide en carbonaten zeer veel op aarde voorkomt. Het wordt een stroomgeleider in de vorm van een oude bekende: koolstofnanobuisjes, die veel weg hebben van een opgerold stukje grafeen. Koolstofnanobuisjes houden ook al een andere record: het materiaal met de hoogste treksterkte ter wereld.

Jarenlang moeizaam onderzoek levert vervanger
Na jarenlang moeizaam werk zijn onderzoekers zo ver dat de stroomdichtheid van koolstofnanobuisjes even groot is als die van koper. Dat wil zeggen: per volume-eenheid. Per kilo scoort het materiaal zelfs zes keer beter omdat het veel lichter is. Individuele buisjes geleiden zelfs tien keer zo goed stroom als koper, maar technisch was het tot nu toe niet mogelijk uit koolstofnanobuisjes een dikke stroomkabel te maken. De experimenten zijn uitgevoerd met dubbelwandige buisjes, die makkelijker te maken en te bewerken zijn. De onderzoekers willen nu een stroomkabel ontwikkelen die veel beter stroom geleidt dan koper. Daarvoor moeten ze enkelwandige koolstofnanobuisjes tot een stroomkabel ziet samen te vlechten. Een lastige uitdaging.

Voordelen
Naast een einde aan het kopertekort, besparen de nieuwe, lichte kopervervangers ook veel gewicht. Goed nieuws dus voor vliegtuig- en autobouwers. Koolstof is zeer resistent tegen corrosie, dus de koolstof stroomkabels kunnen ook in chemisch zeer vijandige omgevingen gebruikt worden. Als de onderzoekers de belofte van een veel beter geleidend alternatief voor koper waar kunnen maken, wat ze gaan proberen,  betekent dit dat de zeven procent energie die nu als transportverliezen verloren gaat in het hoogspanningnet, wordt gehalveerd of nog beter. Dit geldt des te sterker nog voor de stroomkabels in huis. De kans is dus groot dat deze kabels over een paar jaar overal in huis zullen opduiken en dat het koper weer wordt omgesmolten tot mooie standbeelden of munten. Wat moet je er anders mee?

bron:
Yao Zhao, Jinquan Wei, Robert Vajtai, Pulickel M. Ajayan en Enrique V. Barrera, Iodine doped carbon nanotube cables exceeding specific electrical conductivity of metals, Nature Scientific Reports (2011)

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

5 reacties

  1. Guido schreef:

    “Koolstof is zeer resistent tegen corrosie, dus de koolstof stroomkabels kunnen ook in chemisch zeer vijandige omgevingen gebruikt worden.”
    Koolstof is inderdaad niet corrosief, het is geen metaal.Het is echter wel zeer reactief, hou er maar eens een aansteker bij. In veel ‘chemisch zeer vijandige omgevingen’ zullen ook koolstof nanobuisjes snel kapot gaan. ;)
    Verder een veelbelovende ontwikkeling hoor, ik kan niet wachten op nanocomputers. :)

  2. Tim schreef:

    Goud geleidt stroom toch nog beter dan koper en zilver?

    (Ja, goud is nog schaarser)

  3. henrik schreef:

    Tim,dat goud word gebruikt bij connectors zoals bij een hifi installatie is doordat een laagje goud minder vatbaar is voor corrosie dan zilver,weliswaar geleidt goud electriciteit een fractie minder maar de winst zit hem in corrosiebestendigheid.

    Zilver word zwart onder invloed van met name zwavel in de lucht (diesel uitlaatgassen) en zodra dat zwarte laagje erop komt is het gedaan met de goede geleidbaarheid.

    Zilveren kabels komen veel voor bij highend stereo installaties maar de connectors zijn dan meestal verguld met goud waar dan weer zilver onder ligt,die paar atomen goud die dat onderliggende zilver bedekken geeft dan nagenoeg geen meetbare weerstand door de korte afstand die de electriciteit moet overbruggen(een paar honderd atomen)en dan neemt zilver het weer over tot de andere connector.

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger