Les supraconducteurs peuvent conduire l’électricité sans aucune résistance ni perte de puissance, et ils peuvent facilement faire léviter des aimants au-dessus d’eux. Ces propriétés rendraient les supraconducteurs utiles pour les trains à grande vitesse ou la transmission d’énergie sur de longues distances, à l’exception d’un problème flagrant : les supraconducteurs ne fonctionnent qu’à basse température, plus de cent degrés en dessous de zéro.
Cette seule exigence rend la construction d’un réseau électrique hyper-efficace ou d’un réseau ferroviaire à grande vitesse très coûteux. À moins qu’un réseau supraconducteur ne puisse accomplir les deux tâches en même temps.
Dans APL Energy, par AIP Publishing, des chercheurs de l’Université de Houston, d’Adelwitz Technologiezentrum GmbH et de l’Institut Leibniz pour la recherche sur l’état solide et les matériaux ont développé une preuve de concept pour une autoroute supraconductrice qui pourrait transporter des véhicules et de l’électricité, refroidissant les supraconducteurs nécessaires avec une conduite d’hydrogène liquide.
La plupart des conceptions de lévitation magnétique comportent le supraconducteur à l’intérieur du véhicule, qui est suspendu au-dessus d’une piste magnétique. Les auteurs ont décidé de renverser cet arrangement, en plaçant le supraconducteur au sol et en donnant à chaque véhicule un aimant. Le résultat est un système à usages multiples, le plaçant dans le domaine de l’abordabilité.
« Les véhicules magnétiques à lévitation supraconductrice, au lieu des véhicules supraconducteurs à lévitation magnétique, peuvent offrir des avantages supplémentaires tels que la transmission et le stockage de l’énergie électrique », a déclaré l’auteur Zhifeng Ren. « Nous avons développé un nouveau système supraconducteur qui peut transporter et stocker une énorme quantité d’énergie et également transporter des personnes et des marchandises à des vitesses d’au moins 400 miles par heure. »
Leur conception résout le problème du refroidissement des supraconducteurs avec une conduite d’hydrogène liquide. L’hydrogène est une source de carburant propre prometteuse avec un problème de manipulation complexe : c’est un gaz à température ambiante, donc son transport et son stockage impliquent soit des réservoirs sous pression dangereux, soit des températures cryogéniques coûteuses. Dans la proposition de l’équipe, le coût de refroidissement du supraconducteur et le coût de transport de l’hydrogène deviennent identiques.
À l’aide d’un modèle à l’échelle en laboratoire, ils ont démontré que ces applications peuvent coexister, et maintenant ils espèrent construire une démonstration à grande échelle. Les auteurs envisagent que leur système reposerait sous les autoroutes existantes pour utiliser l’infrastructure actuelle.
« Les gens peuvent emprunter l’autoroute supraconductrice à tout moment sans attendre un train ou un avion, et la modification des autoroutes existantes signifie qu’il n’est pas nécessaire d’acquérir des terrains pour les voies », a déclaré Ren. « Avec un soutien financier suffisant, nous pourrions créer un système fonctionnel sur une distance relativement courte, comme de Houston à Austin. »