به گزارش سیتنا، پژوهشگران در یک مطالعه مروری، کاربرد مواد مبتنی بر گرافن را در بخش‌های مختلف کابل‌های قدرت شامل هادی‌ها، لایه‌های نیمه‌هادی و عایق‌های پلیمری بررسی کردند. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد این نانوماده می‌تواند عملکرد الکتریکی، مکانیکی و عایقی کابل‌ها را بهبود دهد و به یکی از فناوری‌های مؤثر در توسعه نسل آینده سامانه‌های انتقال انرژی تبدیل شود.

بر اساس یافته‌های این مطالعه، افزودن گرافن به هادی‌های مسی موجب افزایش رسانایی الکتریکی و استحکام مکانیکی کابل‌ها می‌شود. این ویژگی امکان انتقال جریان بیشتر و افزایش پایداری مکانیکی را بدون افزایش وزن یا سطح مقطع هادی فراهم می‌کند و می‌تواند بخشی از محدودیت‌های کابل‌های متداول را برطرف سازد.

بنا بر گزارش پژوهشگران، استفاده از گرافن در لایه‌های نیمه‌هادی کابل، تجمع بار فضایی را کاهش داده، توزیع میدان الکتریکی را یکنواخت‌تر می‌کند و احتمال بروز تخلیه‌های جزئی را کاهش می‌دهد. به گفته آنان، این ویژگی به‌ویژه در کابل‌های جریان مستقیم فشار قوی (HVDC) می‌تواند نقش مهمی در افزایش پایداری الکتریکی و قابلیت اطمینان شبکه‌های انتقال انرژی داشته باشد.

در بخش عایق‌ها نیز نتایج نشان می‌دهد افزودن گرافن به عایق‌های پلیمری، به‌ویژه پلی‌اتیلن کراسلینک‌شده (XLPE)، مقاومت کابل را در برابر پدیده «درختچه‌های آبی» و فرسایش الکتریکی افزایش می‌دهد و در نتیجه عمر بهره‌برداری از کابل‌ها را طولانی‌تر می‌کند.

به گفته پژوهشگران، استفاده از مقادیر اندک گرافن می‌تواند بدون ایجاد تغییرات اساسی در فرایندهای رایج تولید، عملکرد کابل‌های قدرت را در ابعاد مختلف ارتقا دهد. بر همین اساس، گرافن به‌عنوان گزینه‌ای امیدبخش برای طراحی کابل‌هایی با ابعاد فشرده‌تر، ظرفیت انتقال بالاتر، دوام بیشتر و قابلیت اطمینان بالاتر معرفی شده است.

با این حال، پژوهشگران تأکید می‌کنند که تجاری‌سازی گسترده این فناوری همچنان با چالش‌هایی همراه است. مقیاس‌پذیری تولید صنعتی گرافن، دستیابی به توزیع یکنواخت این ماده در ساختار کابل، ارزیابی عملکرد بلندمدت و بررسی توجیه اقتصادی استفاده از آن، از مهم‌ترین موضوعاتی است که نیازمند تحقیقات بیشتر است.

با وجود این چالش‌ها، نتایج این مطالعه نشان می‌دهد گرافن می‌تواند در آینده نقش مهمی در تحول فناوری کابل‌های قدرت و ارتقای زیرساخت‌های انتقال و توزیع انرژی ایفا کند.

انتهای پیام