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FP6

PROMINENCE — Résultat en bref

Project ID: 510694
Financé au titre de: FP6-INCO
Pays: Allemagne

Des bandes supraconductrices de bonne longueur et d'un bon rapport coût/efficacité

Des chercheurs financés par l'UE ont fait progresser la technologie en matière de bandes conductrices. Une diminution importante des coûts pourrait enfin rendre la technologie commercialisable et particulièrement intéressante pour le secteur de l'énergie.
Des bandes supraconductrices de bonne longueur et d'un bon rapport coût/efficacité
Les supraconducteurs sont une classe de matériaux qui se caractérisent par une conduction presque infinie (pratiquement pas de résistance au flux de courant) quand ils sont refroidis à des températures proches du zéro absolu (échelle Kelvin). Le processus de surfusion nécessite des conditions, un équipement et des matériaux spéciaux, et la découverte des supraconducteurs à haute température (HTS) a été accueillie par la communauté électronique comme une révolution majeure.

En fait, les HTS nécessitent également des basses températures; la mention «haute température» fait référence à d'autres membres de cette famille, proche du zéro absolu.

L'oxyde d'yttrium-baryum-cuivre (YBCO) compte parmi les matériaux HTS les plus recherchés. L'YBCO est largement utilisé dans les conducteurs revêtus HTS (CC), des bandes revêtues flexibles qu'il est possible de fabriquer dans des longueurs pouvant atteindre quelques dizaines de mètres et à fort potentiel en ce qui concerne les applications d'énergie.

L'impossibilité de réaliser des CC hautes performances de bonne longueur à un coût compétitif a été l'un des principaux obstacles à sa commercialisation.

Des chercheurs européens ont lancé le projet COCON («Coated conductor by economic processsing route») en vue de développer une nouvelle technologie CC YBCO permettant une production économique.

Les CC sont composés d'un substrat métallique, d'une couche tampon et d'une couche supraconductrice sur le dessus. L'équipe du projet COCON a fait d'importants progrès techniques concernant ces trois composants.

En utilisant comme substrat métallique un alliage nickel-tungstène facilement déformable et présentant de bonnes propriétés mécaniques, le consortium a réussi à produire des bandes atteignant parfois 100 mètres de long et de haute qualité en appliquant un traitement par lots conventionnel. Encore plus important, les scientifiques ont obtenu le même succès en utilisant pour la toute première fois un procédé de cristallisation continue.

Une nouvelle chimie d'avant-garde a été mise au point pour le dépôt chimique en solution (CSD) de la couche tampon lanthane-zirconate (LZO) et une demande de brevet déposée subséquemment.

Le consortium a accompli une percée marquante dans le processus de dépôt de la couche supraconductrice YBCO en l'associant avec succès à la méthode CSD. La plupart des concurrents utilisent des techniques onéreuses de dépôt physique en phase vapeur (PVD), au moins pour une certaine partie de l'architecture en couches des CC.

Ces optimisations ont permis aux scientifiques de démontrer pour la toute première fois l'adaptation du revêtement par jet d'encre au dépôt de couches tampon. Les résultats obtenus en suivant cet axe de recherche particulier ont également conduit au dépôt d'une demande de brevet.

Le secteur des CC HTS est technologiquement prédestiné à tirer profit des avancées majeures en matière de processus de fabrication du projet COCON, qui devraient mener à d'importantes réductions de coût. Les applications potentielles sont innombrables, englobant les générateurs, les moteurs et les câbles ainsi que les aimants et d'autres secteurs du marché.

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