Über mich		Themen		Artikel		Tipps & Tricks		Fotos

Strom

Energie

Umweltschutz

Hauptthemen

Neue und erweiterte Seiten

Supraleitung

Manche Materialien leiten elektrischen Strom verlustfrei, wenn sie tief genug gekühlt werden.

Physikalische Erklärung

[Es] glaubte niemand, dass die sogenannte Supraleitfähigkeit ... sich als Folge der bekannten Gesetze entpuppen würde. Nachdem man sich jedoch die Mühe gemacht hatte, die Sache einmal gründlich zu durchdenken, zeigte sich, dass unser gegenwärtiges Wissen zum Verständnis durchaus ausreichte.^[1]

Supraleitung entsteht, wenn Elektronenpaare zu einer Art Gas kondensieren – analog zur Kondensation von Atomen bei der Bose-Einstein-Kondensation.^[2]

Es ist ein makroskopisches Quantenphänomen.^[3]

In Supraleitern ... bilden die Elektronen so genannte Cooper-Paare gemäß der 1957 von den amerikanischen Theoretikern John Bardeen, Leon Cooper und John Robert Schrieffer entwickelten BCS-Theorie der Supraleitung. Auf den ersten Blick erscheint diese Zweisamkeit widersinnig, denn Elektronen stoßen einander ab. Doch in Supraleitern sorgen die Vibrationen des Kristallgitters nahe dem absoluten Nullpunkt indirekt für eine Anziehungskraft, welche die Abstoßung überwindet.^[4]

Cooper zeigte in seiner Theorie, dass ein Elektron beim Durchqueren des Festkörpers aufgrund seiner negativen Ladung eine lokale Deformation der Ionenrümpfe verursacht. [Es zieht sie zu sich.] Diese Ansammlung positiver Ionenrümpfe übt eine anziehende Kraft auf ein zweites Elektron aus.

Supraleiter

Erst seit 1987 kennt man Materialien, die bereits bei 77 K (der Siedetemperatur von Stickstoff) supraleitend sind.

Inzwischen kennt man auch Stoffe, die

supraleitend werden.

Bis heute verstehen die Theoretiker ... nicht wirklich, warum einige der supraleitenden Materialien elektrischen Strom noch bei ungewöhnlich hohen Temperaturen verlustfrei leiten.^[5]

Einige Erklärungsversuche sind in der Wikipedia zu finden.

Manche Supraleiter sind oberhalb ihrer Sprungtemperatur Isolatoren!

Anwendungen

Problem

Bei den Tieftemperatur-Supraleitern ist die Herstellung kostengünstig, die Kühlung aufwendig. Bei den Hochtemperatur-Supraleitern ist die Herstellung aufwendig, die Kühlung einfach.

Zukunft

Ich glaube nicht, dass uns Supraleiter „vielleicht in Zukunft helfen“ werden, „überschüssigen Strom zu speichern.“^[8] Supraleitende Spulen können allenfalls kürzeste Schwankungen ausgleichen. Der Transport zu Stromspeichern verursacht ohnehin nur ca. 5–10% Netzverluste.

Weiter

Quellen

Seite erstellt am 27.10.2026 – letzte Änderung am 27.10.2026