更先进的变压器可以帮助电网

美国的电网是由成千上万个发电厂和公用事业公司通过数百万英里的输电线路连接起来的，但很少有人会去关注它。变压器是电网中不可或缺的组成部分，它们将高电压转换为可以供数百万家庭使用的低电压。然而，这些变压器年龄逐渐增长，平均已经接近30到40岁，同时面临着日益增加的压力，如可再生能源和极端天气事件所带来的挑战。特别是2021年在德克萨斯州发生的导致数百万人断电的事件，更加凸显了这一问题。

为了改善变压器的性能，得克萨斯大学奥斯汀分校（UT Austin）的研究人员研究了新型纳米材料，通过将传统的纸张掺杂高导热纳米颗粒，以提高其导热性能。这项研究模拟了高导热纸对变压器性能和寿命的影响，并得出结论，通过提高纸张的导热性能，变压器内部的热点温度可以降低5到10摄氏度，从而将变压器的寿命翻倍甚至翻三倍。

研究团队利用得克萨斯先进计算中心（TACC）的Stampede2超级计算机进行了模拟，以预测改善导热性能所需的程度。通过对实际变压器进行拆解和研究，研究团队建立了一个三维模型，以模拟变压器的工作环境，从而验证了模型的准确性。

未来，研究人员将测试小型变压器样机，并在实际工作环境中加入高导热纸进行研究。这项研究有可能在实际应用中得到应用，新型变压器可以采用改进后的纳米和微粒增强导热绝缘纸制造，而旧变压器则可以在例行检修时进行更新升级。

总的来说，该研究为电网变压器的性能提升提供了新的思路，也为其他电子设备的运行效率提供了借鉴。