室温超导，对能源意味着什么？

2023-08-03 10:59

能源圈

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在韩国科研团队首宣发现了“常压室温超导体LK-99晶体”后，世界各地实验室掀起“坩埚炼丹”的研究热潮。

8月1日，中国、美国、俄罗斯三国的研发人员相继宣布在实验室里，初步复现了LK-99，并验证了其具有一定的超导材料属性。美国资本市场甚至按捺不住对复现成功的喜悦，已连续两日疯狂上涨。

▲美国超导（AMSC）股票8月1日盘前跳涨71%，8月2日继续疯狂，涨超60%

▲称其为“坩埚炼丹”是因实验步骤大致总结就是：将粉末材料放入坩埚，烧出超导体

该发现若属实，则意味着实现超导再也不需要昂贵笨重的超低温制冷设备了，在能源领域，这种新材料将给电力，核能等带来重大影响。

01电力

在电力领域，以电力输送环节举例，如今日常使用的输电线缆的电阻输送热效应，会导致输送电能的7%耗散。而理论上，如果用超导材料制作电缆，这部分耗散就能得到避免，电网效率会显著提升。

据机构数据，超导线的载流能力或将达到普通铜导线或铝导线的载流能力的50-500倍，且其直流状态下的传输损耗为零，超导储能系统的储能效率则有望达到95%以上。

此前，想要实现超导状态，学术界的两种技术路线，超低温或超高压，都难以让超导体实现大面积普及。如果室温超导实现商业化落地，将带来电力应用领域大变革。

▲室温超导技术或将成为第三条、更易实现的超导技术路线

除了输电环节，设想在用电端的电机都将更新：用超导材料做成的电机（电动机，发电机，变压器等）效率将远远高于目前的产品，重量和体积都会大减，没有发热和能量损耗现象，功率也会猛增，而目前的产品完全没有任何的可比性，只能被全体淘汰。

此外，超导材料应用于电动汽车，性能的提升也会十分显著。

02核能

刘慈欣曾经在《三体》中描述过人类得以艰难突破了外星种群“三体人”的科技封锁，关键点之一便是人类通过对常温超导材料的突破，进而开发出了可控核聚变装置。在现实中，超导技术的突破，也会降低核聚变成本的关键。

▲托卡马克装置在内的磁约束核聚变装置均为超导装置，均采用高温超导材料建造，而室温超导会使磁约束聚变装置实现小型化的可能性增大

可控核聚变也被称为“人造太阳”，它清洁、安全、高效，取之不尽、用之不竭，足以支撑所有人类生活、生产活动，而具备抗磁性的超导材料，便是可控核聚变装置的核心部件之一。

可控核聚变企业“星环聚能”的CEO陈锐曾表示：“如果可控核聚变是造电动汽车，超导材料绕制而成的超导磁体相当于我们行业的锂电池。”

就在几个月前，由于与可供核聚变密切相关的“超导技术”研发取得了一些突破，二级市场中的“超导概念股”股价便已出现了飞升。

过去的数十年间，人类对于超导体的研究和追寻从未停止，虽然核心突破步履维艰。本轮室温超导技术话题激起了科技圈新一轮的争议与关注。不过就目前来看，韩国、美国的科学家的室温超导实验室制备和复现过程，都离产业应用还有很大距离。室温超导的成果在基础科学领域中确实是很伟大、革命性的技术突破，我们期待这个实验结果后续更确凿的真实性验证。

原文标题 : 室温超导，对能源意味着什么？