2142764553

2. Stan i perspektywy rozwoju badan naukowych oraz postępu technicznego

2.1. Materiały i Technologie Elektrotechniczne

2.1.1. Materiały elektryczne

Materiały elektryczne, coraz częściej nazywane elektro-magnetycznymi obejmują zarówno materiały stosowane w elementach i urządzeniach tradycyjnych, odgrywających nadal podstawową rolę w wytwarzaniu, przesyle oraz konsumpcji energii elektrycznej jak również materiały stosowane w nowych rozwiązaniach lub niezbędnych do opracowania nowych koncepcji. W pierwszym przypadku chodzi o materiały, które tradycyjnie dzieli się na przewodzące, nieprzewodzące i magnetyczne, którym to materiałom stawia się specyficzne wymagania umożliwiające podwyższenie parametrów urządzeń budowanych na ich bazie (np. wyższą temperaturę pracy, niższe straty energii etc). W drugim przypadku chodzi o materiały wykazujące specyficzne właściwości elektryczne, umożliwiające ich wykorzystanie w opracowanych w ostatnich latach lub całkowicie nowych, niekonwencjonalnych konstrukcjach. Przykładem mogą być ceramiczne i organiczne elektrolity z silnym przewodnictwem jonowym, materiały z właściwościami silnie nieliniowymi, cała grupa tzw. materiałów inteligentnych i wiele innych.

Z materiałów elektrotechnicznych proponuje się wyłączyć materiały półprzewodnikowe stosowane w technologiach przyrządów półprzewodnikowych. Jest to związane zarówno ze specyfiką ich wytwarzania jak i właściwości (elektrycznych).

2.1.1.1. Tendencje światowe

Materiały przewodzące

1.    Wytwarzanie i zastosowanie w elementach przewodzących urządzeń elektrycznych grafenów. Grafeny (monoatomowa warstwa węgla), przejrzyste, elastyczne, wykazują wyjątkowo wysoką ruchliwość elektronów -105 cm2/Vs. Potencjalnie mogą w wielu wypadkach zastąpić/wyeliminować krzem, znaleźć zastosowanie przy wytwarzaniu przejrzystych, elektrod, energooszczędnych źródeł światła, elementów fotowoltaicznych oraz produkcji wysokowydajnych akumulatorów, superkondensatorów , czujników i innych. Jako nano-dodatek do tworzyw sztucznych grafeny pozwalają zmieniać ich przewodność elektryczną i przewodnościowe właściwości nieliniowe.

2.    Ceramiczne i polimerowe materiały jonoprzewodzące do zastosowań w urządzeniach elektrochemicznych (ogniwa paliwowe, czujniki i pompy gazów, elektrolizery). Elementem ogniw paliwowych SOFC (solid oxide fuel celi), wpływającym

7