室温超导体的出现,对电力行业会产生哪些影响?

发电驿站 2023-10-25
1754 字丨阅读本文需 5 分钟

超导技术早在上世纪就已经被发现,但它需要非常低的温度才能工作,这限制了它的应用范围。如今,室温超导技术的出现意味着我们将有可能在更广泛的领域应用超导技术。那么,室温超导技术突破,对未来电力行业影响有多大?

室温超导技术

室温超导技术是指在室温条件下实现超导现象的技术。而超导现象是指电流在导体中的运动过程中没有能量损耗。目前,传统的超导材料需要在极低温度下(通常是几十开尔文以下)才能实现超导。而室温超导技术则不需要极低温度条件即可实现超导现象。

室温超导技术的出现可能彻底颠覆电力行业。超导材料可以让电力输送变得更加高效,减少能源损耗,从而减少排放量和成本。此外,室温超导技术还可以应用于医疗设备、磁浮列车等领域,从而提高这些领域的效率。

虽然室温超导技术的实现仍存在挑战,但其潜力不可忽视。如果它能够被广泛应用于电力输送、医疗设备、磁浮列车等领域,那么将会产生巨大的经济和环境效益。

室温超导技术还可以推动可再生能源的发展。由于可再生能源的发电效率较低,其实现普及也面临着电力输送效率的问题。而室温超导技术可以提高电力输送效率,让可再生能源更加实用,从而加速可再生能源的普及和发展。

室温超导体进展

目前,室温超导体还没有实现常压下的稳定存在,只有在极高压(数百GPa)下,一些含氢化合物(如碳硫化氢、氮镥化氢等)才能实现15°C以上的室温超导性。这些结果还需要进一步验证和改进,距离实际应用还有很长的路要走。

中国在超导材料的研究和应用方面并不落后,已经取得了一系列重要成果,如铁基超导材料、高温超导电缆、超导变压器、超导限流器等。具体的研究进展有:

2014年,吉林大学教授马琰铭、崔田团队各自通过理论计算预测:硫化氢在160GPa下超导临界温度为80K;硫化氢与氢的复合结构在200GPa下超导临界温度在191K至204K之间。

2016年,中国科学院物理研究所罗会仟团队在《自然》发表论文,报道了在高压下实现了氢化镧的超导性,其临界温度为260K(~13°C),创造了当时的世界纪录。

2020年,中国科学院物理研究所靳常青团队在《自然》发表论文,报道了在高压下实现了氮镥化氢的超导性,其临界温度为287K(14°C),刷新了世界纪录。

2021年,中国科学院物理研究所王利团队在《自然》发表论文,报道了在高压下实现了氮钇化氢的超导性,其临界温度为288K(15°C),再次刷新了世界纪录。

目前,中国科学家还在继续探索室温常压超导材料的可能性,有些团队已经开始尝试复现韩国团队最近宣称的一种铜掺杂的铅磷灰石材料(LK 99),其超导临界温度最高达到127°C.这种材料的合成步骤相对简单,但其超导性还需要进一步验证和改进。

室温超导体对于电力行业的影响

室温超导体的出现,对于电力行业的发展产生了深远的影响,主要体现在以下几个方面。

一、提高电网稳定性

在电力系统中,电网的稳定性至关重要。然而,由于电阻的存在,电流在传输过程中会产生热量,导致电网设备的温度升高,从而影响电网的稳定性。常温超导体的出现,使得电阻大幅降低,电流传输过程中的热量也相应减少,从而提高了电网的稳定性。同时,常温超导体的超导性能不受环境温度的影响,即使在室温下也具有很好的超导性能,这对于提高电网的可靠性和稳定性具有重要意义。

二、降低电力设备损耗及维护成本

在电力系统中,电力设备的损耗是不可避免的,主要包括电阻损耗、磁滞损耗等。这些损耗不仅会使得设备的寿命缩短,还会造成能源的浪费。常温超导体的出现,由于其超导性能优越,可以大幅降低电力设备的损耗,提高设备的效率和使用寿命。此外,由于常温超导体的超导性能不受温度和磁场的影响,因此可以应用于各种电力设备,包括电动机、发电机、变压器等,从而进一步降低电力设备的维护成本。

三、提高电缆线路的保护能力

在电力系统中,电缆线路是重要的组成部分,其运行状态直接影响到整个电力系统的安全和稳定。然而,电缆线路在运行过程中容易受到外界环境的影响,如温度变化、腐蚀等,从而导致线路的老化和破损。常温超导体的出现,使得电缆线路的耐腐蚀性和热稳定性得到了极大的提高,从而对于电缆线路起到了很好的保护作用。此外,常温超导体的超导性能还可以减小电缆线路的电损,提高电力系统的运行效率。

四、贡献环保节能减排

在当今社会,环保已经成为了全球性的议题。电力行业作为能源消耗的重要领域,如何实现环保节能减排已经成为行业发展的重要方向。常温超导体的出现,为电力行业的环保节能减排提供了新的解决方案。常温超导体在电力设备中的应用,可以降低设备的能耗,减少能源的浪费,同时还可以提高设备的效率和使用寿命,从而减少新设备的投入,对于环保节能减排具有积极的推动作用。

文章来源: 热电项目圈,一袭魔风,成皇成孔

免责声明:凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处本网。非本网作品均来自其他媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如您发现有任何侵权内容,请依照下方联系方式进行沟通,我们将第一时间进行处理。

0赞 好资讯,需要你的鼓励
来自:发电驿站
0

参与评论

登录后参与讨论 0/1000

为你推荐

加载中...