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Ilustração esquemática da rodovia supercondutora para transporte e armazenamento de energia e levitação de supercondutores para transporte de pessoas e mercadorias. Crédito: Vakaliuk et al.
O projeto revolucionário poderia combinar levitação de supercondutores, transmissão de eletricidade sem perdas e transporte de hidrogênio líquido em um único sistema.
Foi desenvolvida uma prova de conceito para uma rodovia supercondutora, que pode transportar veículos e eletricidade enquanto usa um gasoduto de hidrogênio líquido para resfriamento. Este design inovador poderia permitir o transporte em alta velocidade de pessoas e mercadorias a mais de 400 milhas por hora.
Os supercondutores podem conduzir eletricidade sem qualquer resistência ou perda de energia e podem facilmente fazer com que os ímãs levitem acima deles. Estas propriedades tornariam os supercondutores úteis para comboios de alta velocidade ou para transmissão de energia a longa distância, excepto num problema evidente: os supercondutores só funcionam a baixas temperaturas, mais de cem graus abaixo de zero.
Este requisito torna muito cara a construção de uma rede elétrica hipereficiente ou de uma rede ferroviária de alta velocidade. A menos que uma rede supercondutora pudesse realizar ambas as tarefas ao mesmo tempo.
No diário APL Energiada AIP Publishing, pesquisadores da Universidade de Houston, da Adelwitz Technologiezentrum GmbH e do Instituto Leibniz de Pesquisa de Estado Sólido e Materiais desenvolveram uma prova de conceito para uma rodovia supercondutora que poderia transportar veículos e eletricidade, resfriando os supercondutores necessários com um gasoduto de hidrogênio líquido.
A maioria dos projetos de levitação magnética apresenta o supercondutor dentro do veículo, que fica suspenso acima de uma pista magnética. Os autores decidiram virar esse arranjo de cabeça para baixo, colocando o supercondutor no chão e dando a cada veículo um ímã. O resultado é um sistema com múltiplas utilizações, colocando-o dentro do domínio da acessibilidade.
“Veículos magnéticos levitados por supercondutores, em vez de veículos supercondutores levitados por ímãs, podem fornecer benefícios adicionais, como transmissão e armazenamento de energia elétrica”, disse o autor Zhifeng Ren. “Desenvolvemos um novo sistema supercondutor que pode transportar e armazenar uma enorme quantidade de energia e também transportar pessoas e mercadorias a velocidades de pelo menos 400 milhas por hora.”
Seu projeto resolve o problema de resfriamento de supercondutores com uma tubulação de hidrogênio líquido. O hidrogénio é uma fonte promissora de combustível limpo com um problema de manuseamento complexo: é um gás à temperatura ambiente, pelo que o seu transporte e armazenamento envolve tanques pressurizados perigosos ou temperaturas criogénicas dispendiosas. Na proposta da equipe, o custo do resfriamento do supercondutor e o custo do transporte do hidrogênio passam a ser iguais.
Usando um modelo em escala no laboratório, eles demonstraram que essas aplicações podem coexistir e agora esperam construir uma demonstração em escala real. Os autores prevêem que seu sistema ficaria embaixo das rodovias existentes para fazer uso da infraestrutura atual.
“As pessoas podem entrar na rodovia supercondutora a qualquer momento, sem esperar por um trem ou avião, e modificar as rodovias existentes significa que não há necessidade de adquirir terreno para os trilhos”, disse Ren. “Com apoio financeiro suficiente, poderíamos fazer um sistema funcionar em uma distância relativamente curta, como de Houston a Austin.”
Para obter mais informações sobre esta pesquisa, consulte Movendo energia, pessoas e carga a 400 milhas por hora.
Referência: “Um sistema rodoviário multifuncional incorporando veículos levitados supercondutores e hidrogênio liquefeito” por O. Vakaliuk, Shaowei Song, U. Floegel-Delor, F. Werfel, Kornelius Nielsch e Zhifeng Ren, 24 de abril de 2023, APL Energia.
DOI: 10.1063/5.0139834