在韓國科研團(tuán)隊(duì)首宣發(fā)現(xiàn)了“常壓室溫超導(dǎo)體LK-99晶體”后,世界各地實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室里,初步復(fù)現(xiàn)了LK-99,并驗(yàn)證了其具有一定的超導(dǎo)材料屬性。美國資本市場甚至按捺不住對(duì)復(fù)現(xiàn)成功的喜悅,已連續(xù)兩日瘋狂上漲。
▲美國超導(dǎo)(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(guān)資料圖)
▲稱其為“坩堝煉丹”是因?qū)嶒?yàn)步驟大致總結(jié)就是:將粉末材料放入坩堝,燒出超導(dǎo)體
該發(fā)現(xiàn)若屬實(shí),則意味著實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)再也不需要昂貴笨重的超低溫制冷設(shè)備了,在能源領(lǐng)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(lǐng)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(yīng),會(huì)導(dǎo)致輸送電能的7%耗散。而理論上,如果用超導(dǎo)材料制作電纜,這部分耗散就能得到避免,電網(wǎng)效率會(huì)顯著提升。
據(jù)機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù),超導(dǎo)線的載流能力或?qū)⑦_(dá)到普通銅導(dǎo)線或鋁導(dǎo)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(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能效率則有望達(dá)到95%以上。
此前,想要實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)狀態(tài),學(xué)術(shù)界的兩種技術(shù)路線,超低溫或超高壓,都難以讓超導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)大面積普及。如果室溫超導(dǎo)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化落地,將帶來電力應(yīng)用領(lǐng)域大變革。
▲室溫超導(dǎo)技術(shù)或?qū)⒊蔀榈谌龡l、更易實(shí)現(xiàn)的超導(dǎo)技術(shù)路線
除了輸電環(huán)節(jié),設(shè)想在用電端的電機(jī)都將更新:用超導(dǎo)材料做成的電機(jī)(電動(dòng)機(jī),發(fā)電機(jī),變壓器等)效率將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前的產(chǎn)品,重量和體積都會(huì)大減,沒有發(fā)熱和能量損耗現(xiàn)象,功率也會(huì)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(dǎo)材料應(yīng)用于電動(dòng)汽車,性能的提升也會(huì)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(guān)鍵點(diǎn)之一便是人類通過對(duì)常溫超導(dǎo)材料的突破,進(jìn)而開發(fā)出了可控核聚變裝置。在現(xiàn)實(shí)中,超導(dǎo)技術(shù)的突破,也會(huì)降低核聚變成本的關(guān)鍵。
▲托卡馬克裝置在內(nèi)的磁約束核聚變裝置均為超導(dǎo)裝置,均采用高溫超導(dǎo)材料建造,而室溫超導(dǎo)會(huì)使磁約束聚變裝置實(shí)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(dòng),而具備抗磁性的超導(dǎo)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(dòng)汽車,超導(dǎo)材料繞制而成的超導(dǎo)磁體相當(dāng)于我們行業(yè)的鋰電池?!?/p>
就在幾個(gè)月前,由于與可供核聚變密切相關(guān)的“超導(dǎo)技術(shù)”研發(fā)取得了一些突破,二級(jí)市場中的“超導(dǎo)概念股”股價(jià)便已出現(xiàn)了飛升。
過去的數(shù)十年間,人類對(duì)于超導(dǎo)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(dǎo)技術(shù)話題激起了科技圈新一輪的爭議與關(guān)注。不過就目前來看,韓國、美國的科學(xué)家的室溫超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室制備和復(fù)現(xiàn)過程,都離產(chǎn)業(yè)應(yīng)用還有很大距離。室溫超導(dǎo)的成果在基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域中確實(shí)是很偉大、革命性的技術(shù)突破,我們期待這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果后續(xù)更確鑿的真實(shí)性驗(yàn)證。
原文標(biāo)題:室溫超導(dǎo),對(duì)能源意味著什么?
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- 室溫超導(dǎo),對(duì)能源意味著什么?
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