在韓國科研團隊首宣發(fā)現(xiàn)了“常壓室溫超導體LK-99晶體”后,世界各地實驗室掀起“坩堝煉丹”的研究熱潮。
8月1日,中國、美國、俄羅斯三國的研發(fā)人員相繼宣布在實驗室里,初步復現(xiàn)了LK-99,并驗證了其具有一定的超導材料屬性。美國資本市場甚至按捺不住對復現(xiàn)成功的喜悅,已連續(xù)兩日瘋狂上漲。
▲美國超導(AMSC)股票8月1日盤前跳漲71%,8月2日繼續(xù)瘋狂,漲超60%
(相關資料圖)
▲稱其為“坩堝煉丹”是因實驗步驟大致總結就是:將粉末材料放入坩堝,燒出超導體
該發(fā)現(xiàn)若屬實,則意味著實現(xiàn)超導再也不需要昂貴笨重的超低溫制冷設備了,在能源領域,這種新材料將給電力,核能等帶來重大影響。
01電力
在電力領域,以電力輸送環(huán)節(jié)舉例,如今日常使用的輸電線纜的電阻輸送熱效應,會導致輸送電能的7%耗散。而理論上,如果用超導材料制作電纜,這部分耗散就能得到避免,電網(wǎng)效率會顯著提升。
據(jù)機構數(shù)據(jù),超導線的載流能力或將達到普通銅導線或鋁導線的載流能力的50-500倍,且其直流狀態(tài)下的傳輸損耗為零,超導儲能系統(tǒng)的儲能效率則有望達到95%以上。
此前,想要實現(xiàn)超導狀態(tài),學術界的兩種技術路線,超低溫或超高壓,都難以讓超導體實現(xiàn)大面積普及。如果室溫超導實現(xiàn)商業(yè)化落地,將帶來電力應用領域大變革。
▲室溫超導技術或將成為第三條、更易實現(xiàn)的超導技術路線
除了輸電環(huán)節(jié),設想在用電端的電機都將更新:用超導材料做成的電機(電動機,發(fā)電機,變壓器等)效率將遠遠高于目前的產(chǎn)品,重量和體積都會大減,沒有發(fā)熱和能量損耗現(xiàn)象,功率也會猛增,而目前的產(chǎn)品完全沒有任何的可比性,只能被全體淘汰。
此外,超導材料應用于電動汽車,性能的提升也會十分顯著。
02核能
劉慈欣曾經(jīng)在《三體》中描述過人類得以艱難突破了外星種群“三體人”的科技封鎖,關鍵點之一便是人類通過對常溫超導材料的突破,進而開發(fā)出了可控核聚變裝置。在現(xiàn)實中,超導技術的突破,也會降低核聚變成本的關鍵。
▲托卡馬克裝置在內的磁約束核聚變裝置均為超導裝置,均采用高溫超導材料建造,而室溫超導會使磁約束聚變裝置實現(xiàn)小型化的可能性增大
可控核聚變也被稱為“人造太陽”,它清潔、安全、高效,取之不盡、用之不竭,足以支撐所有人類生活、生產(chǎn)活動,而具備抗磁性的超導材料,便是可控核聚變裝置的核心部件之一。
可控核聚變企業(yè)“星環(huán)聚能”的CEO陳銳曾表示:“如果可控核聚變是造電動汽車,超導材料繞制而成的超導磁體相當于我們行業(yè)的鋰電池?!?/p>
就在幾個月前,由于與可供核聚變密切相關的“超導技術”研發(fā)取得了一些突破,二級市場中的“超導概念股”股價便已出現(xiàn)了飛升。
過去的數(shù)十年間,人類對于超導體的研究和追尋從未停止,雖然核心突破步履維艱。本輪室溫超導技術話題激起了科技圈新一輪的爭議與關注。不過就目前來看,韓國、美國的科學家的室溫超導實驗室制備和復現(xiàn)過程,都離產(chǎn)業(yè)應用還有很大距離。室溫超導的成果在基礎科學領域中確實是很偉大、革命性的技術突破,我們期待這個實驗結果后續(xù)更確鑿的真實性驗證。
原文標題:室溫超導,對能源意味著什么?
標簽:
- 室溫超導,對能源意味著什么?
- 以高質量數(shù)據(jù)助推高質量發(fā)展
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