科学探索|新型绝缘添加剂可显著改善高压输电线缆的性能新型绝缘添加剂可显著改善高

【科学探索|新型绝缘添加剂可显著改善高压输电线缆的性能】在风力涡轮机等可再生能源得到日渐重视的当下，我们还需解决将电力传输到远方城市所面临的一系列问题。一方面，受金属线材电阻特性的影响，传输距离越远、线路的损耗就越大。为此，电网公司已经普遍采用了高压输电的方式。另一方面，高压电缆也面临着绝缘材料层可能破裂的考验。好消息是，瑞典查尔姆斯大学的一支科研团队，已经提出了一种有助于改善电缆性能的新方法。

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（图自：Chalmers University / Yen Strandqvist）
具体说来是，该校科学家们找到了一种被称作 3-己基噻吩（简称 P3HT）的共轭聚合物，此前该材料曾被用于替代视网膜、以及更实惠高效的光伏发电板等应用。

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研究配图 - 1：HVDC 线缆示意图 / P3HT：LDPE 混合物的制备
在近日发表于《先进材料》（Advanced Materials）期刊上的一篇论文中，研究人员提到了如何将 P3HT 添加到已被广泛用于高压电缆绝缘的聚乙烯材料中。

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研究配图 - 2：P3HT：LDPE 的单晶相特性
惊奇的是，即使比例低至百万分之五，这种复合材料也有助于极大地改善成品电缆的性能。测试结果表明，其导电率仅为纯聚乙烯绝缘材料的 1/3。

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研究配图 - 3：P3HT：LDPE 共混物的高压直流电导率
虽然此前已经探索过用其它添加剂来降低导电率，但它们的用量都相当之大。相比之下，通过为现有的 HVDC 电缆简单添加少量的 P3HT，即可大幅提升耐压上限。如此一来，高压电网也可进一步减少损耗。

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研究配图 - 4：70℃ 条件下的 LDPE 与 P3HT：LDPE 板的空间电荷分布
查尔姆斯大学首席科学家 Christian Müller 教授表示：“我们希望这项研究能够真正开辟一个全新的研究领域，激励其它研究人员设计并优化具有先进电性能的塑料，以造福能量传输和储存应用” 。