考えてみてください 瞬間、電線、忘れがちな普及技術。 私たちのデバイスの中に巻き込まれ、壁に巻き付けられ、通りに沿って張られ、何百万トンもの細い金属の糸が世界を電化する役割を果たします。 しかし、彼らの仕事は良性であり、非常に自然主義的であるため、テクノロジーのようにはまったく感じられません。 ワイヤーは、電流が供給されたときに金属が行うことであるという理由だけで電子を動かします。ワイヤーは伝導します。
しかし、常に改善の余地があります。 金属は、特定の原子につながれていない自由電子を含んでいるため、電気を通します。 流れる電子が多ければ多いほど、また電子が速く進むほど、金属の伝導性は高くなります。 そのため、発電所で生成されたエネルギーやバッテリー内に蓄えられたエネルギーを保存するために重要な導電率を向上させるために、材料科学者は通常、より完璧な原子配列を探しています。 彼らの主な目的は純粋さです—流れを壊す異物や欠陥を少しでも取り除くことです。 金の塊が金であるほど、銅線は銅であるほど、導電性が向上します。 他のものは邪魔になります。
「本当に導電性の高いものが必要な場合は、純粋にする必要があります」と、パシフィックノースウェスト国立研究所の材料科学者であるKeertiKappagantula氏は述べています。 そのため、彼女は自分の研究をかなり「奇抜」だと考えています。 彼女の目標は、金属を作ることによって金属をより導電性にすることです 以下 ピュア。 彼女はアルミニウムのような金属を取り、グラフェンやカーボンナノチューブのような添加剤を投入して合金を製造します。 それを正しい方法で行うと、Kappagantulaは発見しました。余分な材料は、奇妙な効果をもたらす可能性があります。それは、金属を理論上の導電率の限界を超えて押し出す可能性があります。
この場合のポイントは、電気機器で銅と競合できるアルミニウムを作成することです。これは、導電性がほぼ2倍であるが、コストも約2倍の金属です。 アルミニウムには利点があります。銅よりもはるかに軽いのです。 また、地球の地殻で最も豊富な金属（銅の1000倍）として、安価で掘り出しやすい金属でもあります。
一方、銅は、世界がより環境に優しいエネルギーに移行するにつれて、調達が難しくなっています。 配線やモーターには長い間普及していますが、需要は急増しています。 電気自動車は、従来の自動車の約4倍の銅を使用しますが、再生可能エネルギー発電所の電気部品とそれらをグリッドに接続するワイヤーには、さらに多くの銅が必要になります。 エネルギーに焦点を当てた調査会社であるウッドマッケンジーのアナリスト、 推定 洋上風力発電所は、主に発電機内のケーブルの大規模なシステムとタービンが生成する電子を海岸に運ぶために、10年間で5.5メガトンの金属を必要とします。 近年、銅の価格が急騰し、アナリストは金属の不足が拡大すると予測しています。 ゴールドマンサックスは最近それを宣言しました新しいオイル。」
一部の企業は、可能な場合はすでにアルミニウムと交換しています。 近年、 数十億ドルのシフト エアコンから自動車部品まで、あらゆるもののコンポーネントに含まれています。 高圧送電線は、安価で軽量であり、長距離に張ることができるため、すでにアルミニウム線を使用しています。 そのアルミニウムは通常、最も純粋で導電性の高い形になっています。