Iraultza elektrikoaren oinarriak

Erregai fosilen krisialdian bizi garenez, energia berriztagarrien aldeko joera indarra hartzen ari da. Energia horien aplikazioa, gehienetan, elektrizitatea ekoiztea da. Gaurko sistema elektrikoen mugak direla-eta (energi galerak beroa xahutuz, batez ere), zientzialariak beste aukera batzuk aztertzen ari dira. Helburua erresistentzia elektrikorik ez duen materiala aurkitzea edo garatzea da.

Sistema horiek propietate fisiko oso erakargarriak izango lituzkete. Besteak beste (teorikoki behintzat), korrontea sortuz gero, ez zaio sistemari energia gehiago eman behar martxan etengabe izateko. Gainera, beste propietate interesgarri bat ere izango lukete material horiek. Gezurra badirudi ere, lebitatzeko ahalmena izango lukete. Ez da harritzekoa, beraz, zientzialariek «supereroale» izena ematea halako jokaera duen edozein konposaturi.

Benetakoak

Supereroaleak, ordea, ez dira fisikarien burutazio soila. Material errealak dira. Izan ere, edozein metalek supereroankortasuna sortzen du baldintza egokietan jarriz gero. Baldintza horiek dira, hain zuzen, arazo handiena. Metala supereroale bihurtzeko -270 ºC-taraino hoztu behar da, gutxi gorabehera (helio likidoaren tenperatura).

Kobrea duten hainbat oxido konplexu supereoaleak dira tenperatura handiagotan. Oraindik -200 ºC-tara hoztu behar baldin badira ere, zientzialarien arreta piztu dute «tenperatura altuko supereroale» horiek. Izan ere, -196 ºC-ko muga gainditu zenetik gaurkotasun handiko gaia izan da ikerketaren esparruan, diotenez nitrogeno likido merkea erabil daitekeelako oxidoak tenperatura horretaraino jaisteko. Hala ere, fisikariek beste arazo larri bati aurre egin behar diote.

Korronte handiak pasarazten badira material horietatik, propietate supereroaleak erabat galtzen dituzte. Horrek esan nahi du supereroaleek oso intentsitate txikiak onartzen dituztela eta, beraz, aplikazio gehienak eragotzita daudela. Alemaniako fisikari talde bateko kideek arazo horri aurre egiteko konponbidea argitaratu berri dute Nature aldizkari espezializatuan.

Gogora ekarri dutenez, supereroankortasuna oxido konplexuetan azaltzen da. Material horiek hiru dimentsioko atomo sareez osatuta daude. Ezaugarri hoberenak dituzten oxidoen artean itrioa, barioa, kobre eta oxigenoz osatutakoak daude, YBCO bezala ezagutzen direnak. Oxido horietan korronte elektrikoa ez da elektroien mugimenduaren ondorio zuzena, elektroien faltak uzten dituen zuloena baizik. Beraz, karga positiboa dute elektrizitatearen garraiatzaileek.

Atomoei begira

Materiala sare ordenatu horien ale txikiez osatuta dago eta arazoa aleen arteko mugetan sortzen da. Korronte elektrikoak oztopo handiak ditu muga horiek gainditzeko. Kalkulu teorikoen arabera, oztopoen jatorria oxigeno atomoen galera da. Hammerl fisikariak zuzentzen duen taldekoek kaltzio ioiak sartu dituzte oxigeno atomoen kokapen hutsetan. Oxido anioiek eta kaltzio katioiek antzeko tamaina dituzte eta, beraz, modu egokian kokatzen dira sarean. Gainera, kaltzioak dentsitate elektronikoaren zuloak aletik alera garraiatzeko ahalmena du. Era horretan muga erraz gainditzen da eta supereoankortasuna ez da korronte elektriko handietan galtzen. Aipatu taldeko hainbat kide irtenbide hori aplikatzen iaz ja saiatu ziren, baina kaltzio gehiegi sartu zuten eta supereroankortasuna eten egin zitzaion YBCO oxidoari.

Oraingoan fisikariek beste metodologia bat jarraitu dute. Materiala geruzetan antolatu dute. Kaltzioarekin dopatutako geruzak eta kaltziorik gabekoak elkarren ondoan jarri dituzte. Ikertzaileek ikusi dute kaltzio atomoak geruza batetik bestera migratzen dutela eta modu horretan kaltzioa ez dela hain kantitate handietan agertzen.

Hobekuntza nabarmena da lortu dutena. Erresistentziarik gabe eroaten den korronte elektrikoa YBCO berrietan sei aldiz handiagoa da. Material horiek kableak eta zintak egiteko erabili nahi dira. Gaur egun erabiltzen diren supereroaleak bismutoa, estrontzioa, kaltzioa eta kobrezko oxidoak dira (BSCCO), egonkortzeko beruna dutenak. Oso garestiak izaten dira, zilarrez guztiz inguratu behar direlako. Anperio bat eramango duen metro bateko kableak 300 dolarreko salneurria du (60.000 pezeta, 2.400 libera). Kate produkzioarekin 50 dolarretara jaitsi liteke kostua. Garestia, dena den. YBCO oxidoak askoz merkeagoak dira. Kate produkzioan aipatutako kablea dolar bakarreko kostuaren ingururaino ekar liteke.

Elektrizitateak mundua aldatu zuen bezalaxe, supereroaleek sistema elektrikoen iraultza ekarriko dute. Kontzeptuak aldatzen ari gara pixkanaka, baina aplikazioak ez dira oso urruti ere ikusten. XXI. mendean energiak nahitaez aldaketa bortitzak izan behar ditu.

Erregai fosilen menpekotasuna gainditzeko interes politikoa besterik ez da behar, izan ere, elektrizitatearen etekinari buruzko interes zientifikoa begi bistan baitago, egon.