SuperInKs – Desarrollo de Tintas de Curado UV y Pastas Serigráficas Enfocadas a Cintas Superconductoras

Durante las dos últimas décadas, ha existido un gran interés en desarrollar capas superconductoras de YBCO para fabricar cintas superconductoras de segunda generación, donde las capas epitaxiales de YBCO transportan altas densidades de corriente eléctrica del orden de 10 6 A/cm 2 a la temperatura del nitrógeno líquido (77K) en campo magnético nulo.

 

Introducción

 

El proyecto “Desarrollo de tintas de curado UV y pastas serigráficas enfocadas a cintas superconductoras. SuperInKs” tiene como objetivo general la investigación aplicada al desarrollo experimental de la tecnología necesaria para la manufactura avanzada de cintas superconductoras de YBCO denominadas 2G (o “coated conductors”) en modo continuo a partir de tintas ink-jet de curado UV y pastas serigráficas con tal de ofrecer una solución comercialmente viable al sector energético a nivel nacional e internacional, principalmente en lo que se refiere a generadores de energía eólica.

 

El Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2013-2016, donde se establece el Programa Estatal de I+D+i orientada a los Retos de la Sociedad, se encuentra alineado con el marco de actuación del Horizonte 2020. Así la tercera prioridad temática de los Retos Sociales planteados en Horizonte 2020 es el de “Energía segura, eficiente y limpia” con el objetivo de promover la transición hacia un sistema energético que permita reducir la dependencia de los carburantes fósiles en un escenario en el que se contemplen la escasez de los mismos.

 

Dentro de este Reto de la Sociedad, se hace especial mención a los nuevos conocimientos y tecnologías alrededor del ámbito energético puesto que se prevé la necesidad a largo plazo de contar con el desarrollo de nuevas tecnologías más eficientes y a costes competitivos cuya base se encuentra en el impulso de los avances científicos en torno a todos aquellos conceptos relacionados con la energía y en lo que se refiere a la temática del presente proyecto se hace especialmente importante la nanociencia y la ciencia de materiales.

 

Con tal de abordar con éxito los retos tecnológicos que presenta el proyecto SuperInKs se cuenta con un consorcio coordinado por OXOLUTIA y entidades participantes las cuales son CHIMIGRAF, ICMAB-CSIC y LEITAT. El proyecto tendrá una duración de 34 meses.

 

Estatal de I+D+i orientada a los Retos de la Sociedad, se encuentra alineado con el marco de actuación del Horizonte 2020. Así la tercera prioridad temática de los Retos Sociales planteados en Horizonte 2020 es el de “Energía segura, eficiente y limpia” con el objetivo de promover la transición hacia un sistema energético que permita reducir la dependencia de los carburantes fósiles en un escenario en el que se contemplen la escasez de los mismos.

 

Dentro de este Reto de la Sociedad, se hace especial mención a los nuevos conocimientos y tecnologías alrededor del ámbito energético puesto que se prevé la necesidad a largo plazo de contar con el desarrollo de nuevas tecnologías más eficientes y a costes competitivos cuya base se encuentra en el impulso de los avances científicos en torno a todos aquellos conceptos relacionados con la energía y en lo que se refiere a la temática del presente proyecto se hace especialmente importante la nanociencia y la ciencia de materiales.

 

Con tal de abordar con éxito los retos tecnológicos que presenta el proyecto SuperInKs se cuenta con un consorcio coordinado por OXOLUTIA y entidades participantes las cuales son CHIMIGRAF, ICMAB-CSIC y LEITAT. El proyecto tendrá una duración de 34 meses.

 

Objetivos

 

A nivel general el aspecto crítico y limitante en la manufactura avanzada de cintas superconductoras HTS se encuentra en el valor de intensidad crítica (a partir de ahora Ic) que pasa por cm de anchura de la cinta fabricándola a la mayor velocidad posible en modo continuo. Es decir, el parámetro Amperios x metro/h.

 

Dicha intensidad, a su vez, aumenta con el grosor de la capa y la densidad de corriente crítica/sección (Jc: valor que depende de la calidad del material fabricado). Así nos encontramos ante un problema de multiplicación de factores que dificulta enormemente la consecución del éxito técnico.

 

Por tanto, específicamente, se perseguirá la obtención de los siguientes parámetros:

• Obtención de grosores de REBCO de entre 1-5 micras
• Obtención de velocidades de crecimiento de entre 3-5 nm/s (idealmente 10 nm/s)
• Obtención de longitudes entre 1 y 10 metros
• Obtención de cintas superconductoras con una intensidad de corriente crítica (Ic) de cómo mínimo 200 A/cm·ancho

Para conseguir estos resultados esperados el proyecto se estructura en 5 actividades:

• A1.-Desarrollo de tintas inkjet curado UV
• A2.-Desarrollo de pastas precursoras para impresión en continuo de capas gruesas
• A3.-Multideposición de capas superconductoras
• A4.-Velocidades altas de crecimiento para capas superconductoras se llevará a cabo el aumento en la velocidad de crecimiento de las capas en nm/s
• A5.-Demostración de la tecnología desarrollada en las actividades anteriores en modo
  continuo

Las tres primeras actividades se abordan de manera paralela con el objetivo de conseguir aumentar el grosor de las capas mediante la implementación de diferentes técnicas. LEITAT, conjuntamente con OXOLUTIA, participa en el desarrollo de tintas y recubrimientos superconductores (Actividad 2) y en la demostración de la tecnología en procesos en continuo, en colaboración con OXOLUTIA, ICMAB y CHIMIGRAF (Actividad 5). El proyecto se inició el 02 de marzo de 2015 y finalizará en 31 de diciembre de 2017.