La supraconductivité à température ambiante
Les physiciens font des gains significatifs dans la course à la supraconductivité à température ambiante. Moins de 2 ans après avoir choqué le monde scientifique avec la découverte d’un matériau capable de supraconductivité à température ambiante, un groupe de physiciens de l’UNLV a encore une fois fait monter les enchères en reproduisant l’exploit à la pression la plus basse jamais enregistrée.
En d’autres termes, la science est plus proche que jamais d’un matériau fonctionnel et reproductible qui pourrait un jour transformer la façon dont l’énergie est transportée. Le physicien de l’UNLV Ashkan Salamat et son collègue Ranga Dias, un physicien du Collège de Rochester, ont crée un des journaux internationaux en 2020, en signalant pour la première fois la supraconductivité à température ambiante.
Pour y parvenir, les scientifiques ont synthétisé chimiquement un mélange de carbone, de soufre et d’hydrogène dans un état métallique, puis dans un état supraconducteur à température ambiante en utilisant une pression extrême – 267 gigapascals. Des conditions que vous ne découvririez que dans la nature près du centre de la Terre.
Avancez rapidement moins de deux ans, et l’équipe est actuellement en mesure de terminer la tâche à seulement 91 GPa, soit environ un tiers de la pression initialement signalée. Les découvertes récentes ont été publiées ce mois-ci sous la forme d’un article préliminaire dans la revue Chemical Communications.
Une super découverte
Grâce à un ajustement détaillé de la composition du carbone, du soufre et de l’hydrogène utilisés dans la percée originale, les scientifiques peuvent produire un matériau à une pression plus basse qui conserve son état de supraconductivité.
«Ce sont des pressions à un degré difficile à comprendre et à évaluer en dehors du laboratoire. Cependant, notre trajectoire actuelle révèle qu’il est possible d’atteindre des températures supraconductrices relativement élevées à des pressions constamment plus basses. Ce qui est notre objectif ultime ». A déclaré l’auteur principal de l’étude de recherche Gregory Alexander Smith. Étudiant diplômé du Nevada Extreme Conditions Lab (NEXCL) de l’UNLV. “En fin de compte, si nous voulons créer des outils bénéfiques aux besoins sociaux, nous devons réduire la pression nécessaire pour les produire.”
Bien que les pressions s’élèvent encore, environ mille fois plus élevées que celles que vous ressentiriez au fond de la fosse des Mariannes de l’océan Pacifique, elles continuent de se précipiter vers un objectif proche de zéro. C’est une course qui prend de l’ampleur de façon exponentielle à l’UNLV à mesure que les scientifiques acquièrent une bien meilleure connaissance de la relation chimique entre le carbone, le soufre et l’hydrogène qui composent le matériau.
“Notre compréhension du partenariat entre le carbone et le soufre progresse rapidement. Et, nous découvrons des ratios qui conduisent à des réponses sensiblement différentes et plus efficaces que ce qui s’observait initialement”. Déclare Salamat, qui dirige le NEXCL de l’UNLV, et a contribué à la dernière étude. ‘‘Voir des phénomènes aussi différents dans un système similaire, montre simplement la richesse de Mère Nature. Il y a tellement plus à comprendre. Et, chaque avancée récente nous rapproche du précipice des dispositifs supraconducteurs de tous les jours.’’
La supraconductivité à température ambiante: le Saint Graal de l’efficacité énergétique
La supraconductivité est un phénomène remarquable qui s’observe pour la première fois, il y a plus d’un siècle. Mais juste à des températures remarquablement réduites qui ont devancé toute idée d’application pratique. Ce n’est que dans les années 1960 que les scientifiques s’émient l’hypothèse que l’exploit pourrait se réaliser à des températures plus élevées.
La découverte en 2020 par Salamat et ses collègues d’un supraconducteur à température ambiante, a enthousiasmé le monde scientifique en partie, parce que la technologie prend en charge la circulation électrique avec une résistance nulle. Ce qui signifie que la puissance traversant un circuit peut se conduire à l’infini et sans perte d’énergie. Cela pourrait avoir des implications importantes pour le stockage de l’énergie et aussi la transmission, prenant en charge tout, des meilleures batteries de téléphone portable à un réseau énergétique plus efficace.
“La crise énergétique mondiale ne montre aucun signe de ralentissement. Et, les coûts augmentent en partie, à cause d’un réseau électrique américain qui perd environ 30 milliards de dollars par an, en raison de l’inefficacité de la technologie existante”. A déclaré Salamat. “Pour le changement social, nous devons diriger avec la technologie. Et, le travail qui se fait aujourd’hui est, je crois, à la pointe des solutions de demain.”
Selon Salamat, les propriétés des supraconducteurs pourraient soutenir une génération moderne de produits qui pourraient changer fondamentalement l’infrastructure énergétique des États-Unis et au-delà.
“Imaginez exploiter l’électricité au Nevada et l’envoyer à travers le pays sans aucune perte d’énergie”, a-t-il déclaré. “Cette technologie pourrait un jour rendre cela possible.”
Lire l’article original sur UNLV.
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