Zusammen mit dem @KIT (Institut für Technische Physik) entwickeln wir kompakte supraleitende Hochfeldmagnete auf der Basis von YBCO-Bandstapeln. Für unser innovatives Projekt DUDA erhalten wir Förderung aus den Töpfen des Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand – „ZIM“ des BMWi.
Worum geht’s? Aus Medizin und Wissenschaft sind supraleitende Magnete nicht mehr wegzudenken. Für weitere Miniaturisierung sind die etablierten YBCO-Pancake Spulen aufgrund des Biegeradius ihrer Bandleiter limitiert. Mit DUDA-Spulen (Disk-Up-Down-Assemble), einer neuartigen, patentierten Spulenkonfiguration aus YBCO-Bandstapeln, kann eine bisher nicht dagewesene Miniaturisierung der YBCO-Spulen realisiert werden. Kompakte DUDA-Spulen würden in den inzwischen weit verbreiteten NMR-Spektrometer-Tischgeräten eine höhere Auflösung des NMR-Signals ermöglichen. In rotierenden Elektromotoren würde das hohe Luftspaltfeld von DUDA-Spulen zu einer deutlichen Leistungssteigerung gegenüber Motoren auf der Basis von konventionellen Dauermagneten führen.
Was genau ist DUDA? DUDA beschreibt eine neuartige, optimierte Spulenkonfiguration. Die Bandleiter werden gestapelt, wobei die Kontaktierung über die HTSL-Seite der Bandleiter erfolgt. Die HTSL-Seiten der Bandleiter zeigen dabei alternierend nach oben und unten. Daher auch das namensgebende Akronym DUDA: Disk-Up-Down-Assemble. Diese kompakten YBCO-DUDA-Spulen aus YBCO-Bandstapeln erzeugen aus Transportströmen hohe, regelbare Magnetfelder. Wir untersuchen in unserem Projekt sowohl rechteckige und ringförmige Spulen mit dieser innovativen Konfiguration.
Der Clou: Durch diese neue radiale Anordnung der Spulen ergeben sich sowohl technische und ökonomische als auch ökologische Vorteile. Die Homogenität des Supraleiters in radialer Richtung führt zu geringeren Scherspannungen im Vergleich zu konventionellen Spulen. Wärme kann aus Spuleninneren besser nach außen abgeführt werden und sorgt daher für bessere thermische Stabilität. Ein weiterer Vorteil ist der modulare Aufbau, einzelne Module können vor dem Einbau auf Schwachstellen getestet werden. In ringförmigen DUDA-Spulen erwarten wir bei gleichem Transportstrom wie in konventionellen Spulen etwa 3-fach höhere maximale Magnetfelder.
Tabea Arndt (KIT) publizierte und patentierte die genutzte Technologie: (Zeigende Hand Emoji) [T. Arndt et al.: New coil configurations with 2G-HTS and benefits for applications, Supercond. Sci. Technol. 34 (2019) 095006]
Projektverantwortlicher des KIT ist Jens Hänisch. Auf Seiten evicos leitet Dibin Joussey dieses spannende Projekt.
