'Electrical tree', bezig kabelisolatie te verruïneren.

Buckyballs zijn de beste stabilisatoren voor de isolatie van ondergrondse hoogspanningskabels, die ooit zijn gevonden. Bij het beperken van de energieverliezen in elektriciteitsnetten zijn ze goud waard, suggereren Zweedse onderzoekers in Advanced Materials.

Die kabelisolatie bestaat gewoonlijk uit polyetheen. Dat lijkt een vrijwel perfecte isolator maar wanneer de spanningsverschillen te hoog worden heeft het de neiging ‘door te slaan’. Het elektrische veld zet elektronen in beweging, waardoor de materiaaleigenschappen worden aangetast. Uiteindelijk vormen zich geleidende paden, zogeheten ‘electrical trees’, waardoor stroom kan weglekken.

De dikte van de kunststoflaag opvoeren is de voor de hand liggende remedie maar dat maakt de kabel onhandelbaar. De kunststof zo zuiver mogelijk houden helpt ook, maar niet voldoende. Vandaar dat elektriciteitsbedrijven, als het even kan, de voorkeur geven aan bovengrondse hoogspanningsleidingen die geen isolatiemantel nodig hebben - maar zie maar eens een bovengrondse leiding naar een windpark op zee aan te leggen.

Samen met kunststofproducent Borealis hebben onderzoekers van Chalmers University of Technology nu een aantal moleculen door polyetheen gemengd en gekeken of het voor de isolerende eigenschappen iets uit maakte. Met C60-fullerenen boekten ze het beste resultaat: bij gelijkblijvende dikte van de isolatiemantel konden ze de spanning 26 procent hoger opvoeren voordat het mis ging. Dat lijkt te komen doordat de buckyballs de rondzwervende elektronen invangen voordat die verdere schade kunnen aanrichten.

Die 26 procent extra spanning betekent dat je door dezelfde kabel 26 procent meer vermogen kunt sturen terwijl de stroomsterkte gelijk blijft. En aangezien het die stroomsterkte is die de warmteverliezen onderweg bepaalt, kun je zo een hoop energie besparen.

Voorlopig is het alleen bewezen voor wisselspanning. Onderzocht wordt nog of het ook opgaat voor de gelijkstroomkabels die steeds vaker worden gebruikt voor lange-afstandstransport onder water, met datzelfde (zoute) water als retourleiding.

bron: Chalmers