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Laboratório de Supercondutividade

Apresentação

Supercondutores com resistência nula e elevadas densidades de corrente (10 kA - 1 MA/cm2) permitem a construção de equipamentos e dispositivos mais compactos e eficientes. Aplicações comerciais incluem magnetos de alto campo para ressonância magnética e aceleradores de partículas. Contudo, estes materiais operam a baixas temperaturas. Os supercondutores convencionais são refrigerados com hélio líquido (4,2 K), o que limita o campo de aplicações. Por outro lado, supercondutores capazes de operar em nitrogênio líquido (77 K) já são produzidos industrialmente, aumentando o potencial de aplicações. Além do aumento da temperatura, o nitrogênio líquido é mais abundante e barato que o hélio líquido. No setor elétrico, as aplicações encontram-se em franca evolução. Equipamentos e dispositivos de escala real já foram demonstrados e instalados na rede elétrica em diversos países. Algumas aplicações já se encontram em vias de comercialização, tais como cabos para T&D e limitadores de corrente de curto-circuito.

 

O Laboratório de Supercondutividade do Cepel realiza pesquisa e desenvolvimento de dispositivos e equipamentos supercondutores voltados ao setor elétrico. No Brasil, é um dos poucos laboratórios dedicados a aplicações da supercondutividade para o setor elétrico. Anteriormente, realizava P&D de materiais supercondutores, tendo obtido patente (PI0002965-3 B1, 2009) no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI) pelo desenvolvimento de um método alternativo de produção de fitas supercondutoras.

 

O laboratório dedica-se à geração e detenção de conhecimento em supercondutividade aplicada, formação de recursos humanos e transferência de conhecimento para o setor elétrico e a indústria nacional.

 

Atualmente suas principais linhas de pesquisa são:

 

- modelagem e simulação de limitadores de corrente de curto-circuito (incluindo estudos de caso na rede elétrica)

 

- desenvolvimento e ensaios de limitadores de corrente supercondutores

 

- P&D de máquinas rotativas supercondutoras

 

- caracterização de fitas e bobinas supercondutoras para aplicações

 

 

O Laboratório de Supercondutividade também tem apoiado linhas de pesquisa em cerâmicos avançados para outras aplicações, tais como varistores empregados em pára-raios (óxido de zinco), células a combustível (hidrogênio) e baterias.

 

 

Infraestrutura:

 

Conta com o apoio da infraestrutura laboratorial do Cepel, possibilitando a medição de diversas propriedades, bem como a realização de ensaios de alta tensão e alta potência em níveis que não podem ser alcançados em outras instalações da América do Sul. Já foram realizados ensaios de limitadores de curto-circuito no Laboratório de Alta Corrente do Cepel, em Adrianópolis, em níveis pioneiros no Brasil, com aplicação de correntes acima de 100 kA (valor de pico).

 

O laboratório também atua em colaboração com universidades e instituições nacionais e internacionais através de estagiários e bolsistas de mestrado e doutorado.

 

Principais equipamentos do Laboratório de Supercondutividade:

 

·         Sistema de medição de corrente crítica de transição (curva VxI) com corrente contínua até 1000 A e pulsada até 500 A

 

·         Sistema de medição de temperatura crítica de transição (curva RxT) com refrigeração em ciclo fechado, de 20 K até a temperatura ambiente

 

·         Criostato de hélio líquido com bobina supercondutora de 7 T

 

·         Criostato de nitrogênio líquido para campos magnéticos de 1 T

 

·         Fornos tubulares de 1100 - 1500 ºC com atmosfera controlada

 

·         Fornos caixa de 1700 - 1800 ºC

 

·         Dilatômetro com atmosfera controlada e temperatura de até 2000 ºC

 

·         Analisador de Impedância (10 Hz a 110 MHz)

 

·         Moinho de bolas rotativo de zircônia

 

·         Centrífuga

 

·         Balança analítica

 

 

Contato

Entre em contato com a área responsável através do e-mail:

 

 

 supercondutividade@cepel.br

Contato

Entre em contato com a área responsável através do e-mail:


 supercondutividade@cepel.br