Strom verlustfrei leiten: Physiker finden Supraleitung bereits bei minus 70 Grad

Spezielle Kupferoxide zählen zu den besten Supraleitern, also Materialien, die Strom verlustfrei leiten. Doch sie müssen unter hohem Druck auf minus 109 Grad Celsius abgekühlt werden. Nun haben Forscher eine Schwefelhydrid-Verbindung geschaffen, die bereits bei minus 70 Grad in den supraleitenden Zustand übergeht. „Das macht Hoffnung auf Supraleitung bei Raumtemperatur mit anderen wasserstoffhaltigen Materialien“, schreiben Mikhail Eremets vom Max-Planck-Institut für Chemie und seine Kollegen von der Universität Mainz im Fachmagazin „Nature“.

Ihre Ausgangssubstanz war Schwefelwasserstoff, ein Gas, das bei Raumtemperatur unter Normaldruck für den Gestank faulender Eier ursächlich ist. Die Forscher füllten es in eine Diamantpresszelle, in der sich ein Druck von bis zu 200 Gigapascal aufbauen lässt. Das entspricht dem zweimillionenfachen Atmosphärendruck.

Ein supraleitendes Schwefelhydrid aus einem Schwefel- und drei Wasserstoffatomen

Bei 96 Gigapascal wandelte sich der Schwefelwasserstoff zu einem Metall. Tiefgekühlt auf minus 70 Grad konnten die Wissenschaftler klare Anzeichen für einen Stromtransport ohne elektrischen Widerstand erkennen. Das exotische Metall hatte seine Sprungtemperatur erreicht. Eremets und seine Kollegen gehen davon aus, dass sich ein supraleitendes Schwefelhydrid aus einem Schwefel- und drei Wasserstoffatomen gebildet hatte.

Theorien sagten metallischen Wasserstoff als Supraleiter mit hoher Sprungtemperatur vorher. Da sich reiner Wasserstoff nur schwer in ein Metall verwandeln ließ, griffen die Wissenschaftler zu Schwefelwasserstoff. Die Experimente belegten, dass ein Druck von 90 Gigapascal genügt. Trotzdem lässt sich aus metallischem Schwefelhydrid so bald kein technisch nutzbares Supraleiter-Kabel fertigen. (wsa)