Thomas Scherer

–23 °C pour un supraconducteur ?

13 juin 2019, 11:25
–23 °C pour un supraconducteur ?
–23 °C pour un supraconducteur ?
Une équipe de chercheurs de l’université de Chicago a réussi à améliorer de 50 °C le précédent record du monde de supraconductivité à haute température (HTSC). Ce nouveau matériau atteint l'état de supraconductivité à –23 °C (sous très haute pression).
Même si le matériau doit être porté à une pression extrême pour atteindre la supraconductivité, Vitali Prakapenka et Eran Greenberg de l’ANL (laboratoire national d'Argonne) considèrent ce résultat comme une étape importante pour obtenir le même effet à température ambiante.

Supraconductivité et économies d'énergie

La possibilité d'obtenir des supraconducteurs sans avoir besoin de températures extrêmement basses ouvrirait la voie à une nouvelle génération d'éoliennes à très haut rendement, mais aussi à une baisse des coûts pour d'autres applications (trains à sustentation magnétique, scanners d'imagerie par résonance magnétique, accélérateurs de particules). Maintenir ces supraconducteurs à une température adéquate pour conserver l'effet nécessite une telle quantité d’énergie que leurs applications pratiques ne sont pratiquement jamais viables sur le plan économique.

Le précédent record du monde était de –73 °C, mais le matériau n’était pas ductile et ne permettait donc pas d’obtenir des fils souples pour fabriquer les enroulements nécessaires aux moteurs électriques et aux électroaimants. Pour l'heure, ce n'est pas non plus le cas de ce tout récent composé supraconducteur, mais les chercheurs espèrent une application pratique dans le futur. Les matériaux supraconducteurs exploités aujourd’hui ne fonctionnent qu’à –240 °C.

Structure of the crytal
Structure cristalline du composé de super-hydrure de lanthane. Image : Drozdov et autres / uchicago.edu.

Super-hydrure de lanthane

Les chercheurs de l'université de Chicago et leurs collègues de l’institut Max-Planck de chimie viennent d'expérimenter différents hydrures (composés formés d’un atome d'hydrogène lié à d'autres éléments) et ont découvert que le super-hydrure de lanthane était un bon candidat. Le lanthane appartient au groupe des terres rares.

Il y a cependant un hic : le composé n’est supraconducteur qu’à –23 °C, sous une pression comprise entre 150 et 170 gigapascals (soit 1,5 millions d’atmosphères). L'échantillon utilisé pour les essais ne fait que quelques microns. Les chercheurs ont utilisé le synchrotron Advanced Photon Source du laboratoire national d'Argonne pour mettre en évidence la structure du matériau, en comprimant l’échantillon entre deux diamants. Grâce aux données collectées, les chercheurs ont pu déterminer un modèle de la structure cristalline.
 
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