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Pubblicato:
28 Aprile 2025
Aggiornato:
9 Maggio 2025
“Interruttori di circuito: il debutto del CO2 supercritico nella lotta ai gas serra”
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“Interruttori di circuito: il debutto del CO2 supercritico nella lotta ai gas serra”
Indice
Debutto del primo interruttore di circuito supercritico al CO2
Questo mese i ricercatori inizieranno i test su un interruttore di circuito ad alta tensione che può spegnere un arco e risolvere un guasto con fluido di anidride carbonica supercritica. Questo dispositivo unico nel suo genere potrebbe sostituire gli interruttori di alta tensione convenzionali, che utilizzano il potente gas serra esaidrofluoruro di zolfo, o SF6. Questo tipo di apparecchiature è diffuso ampiamente nelle reti elettriche come modo per interrompere il flusso di corrente elettrica in caso di emergenza.
“SF6 è un fantastico isolante, ma è molto dannoso per l’ambiente, probabilmente il peggior gas serra che si possa immaginare,” afferma Johan Enslin, direttore di programma presso l’Agenzia per i Progetti di Ricerca Avanzata-Energia degli Stati Uniti (ARPA-E), che ha finanziato la ricerca. Il potenziale di riscaldamento globale di SF6 è quasi 25.000 volte più alto rispetto a quello della diossina di carbonio, sottolinea.
Se avrà successo, l’invenzione, sviluppata dai ricercatori del Georgia Institute of Technology, potrebbe avere un grande impatto sulle emissioni di gas serra. Centinaia di migliaia di interruttori di circuito puntellano le reti elettriche a livello globale, e quasi tutti quelli ad alta tensione sono isolati con SF6.
Rivoluzionare gli interruttori di circuito con CO2 supercritico
Il compito di un interruttore di circuito su larga scala è interrompere il flusso di corrente elettrica quando qualcosa va storto, come un guasto causato da un fulmine. Questi dispositivi sono posizionati in sottostazioni, centrali elettriche, reti di trasmissione e distribuzione e impianti industriali dove l’attrezzatura opera a decine o centinaia di kilovolts.
A differenza degli interruttori di casa, che possono isolare un guasto con un piccolo spazio d’aria, gli interruttori su larga scala hanno bisogno di qualcosa di più sostanziale. La maggior parte degli interruttori ad alta tensione si basa su un interruttore meccanico contenente SF6, che è un gas isolante non conduttivo. Quando si verifica un guasto, il dispositivo interrompe il circuito creando meccanicamente uno spazio e un arco, e quindi fa esplodere il gas ad alta pressione attraverso lo spazio, assorbendo gli elettroni liberi e spegnendo l’arco mentre la resistenza dielettrica del gas aumenta.
Nel design del Georgia Tech, l’anidride carbonica supercritica spegne l’arco. Il fluido è creato mettendo CO2 sotto pressione e temperatura molto elevate, trasformandolo in una sostanza che si trova tra un gas e un liquido. Poiché il CO2 supercritico è piuttosto denso, può spegnere un arco e evitare la riaccensione di un nuovo arco riducendo il momento degli elettroni, o almeno questa è la teoria.
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