中國(guó)團(tuán)隊(duì)成功復(fù)現(xiàn)室溫超導(dǎo)材料?超導(dǎo)材料應(yīng)用領(lǐng)域前景分析

• 黃江 2023年8月2日 來源：新浪 1146 74
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“室溫超導(dǎo)”風(fēng)暴席卷全球。韓國(guó)團(tuán)隊(duì)發(fā)表了兩篇論文，宣稱成功合成了世界上第一個(gè)室溫常壓超導(dǎo)體——改性鉛磷灰石晶體結(jié)構(gòu)(LK-99)，轟動(dòng)全球。

室溫超導(dǎo)的實(shí)現(xiàn)將深刻變革目前的能源體系、信息處理與傳輸體系,并在醫(yī)療檢測(cè)、高速交通乃至可控核聚變等諸多領(lǐng)域帶來進(jìn)步。室溫超導(dǎo)材料得到應(yīng)用后,發(fā)電、輸電、儲(chǔ)能等全行業(yè)都將被改寫。

所謂超導(dǎo)，全稱為超導(dǎo)電性。1908年，荷蘭物理學(xué)家昂尼斯成功液化了氦氣，并獲得了接近絕對(duì)零度的低溫4.2K(約-269攝氏度)。1911年，昂尼斯等人用液氮冷卻金屬汞時(shí)發(fā)現(xiàn)，汞的電阻在溫度降至4.2K左右時(shí)急劇下降，以至于完全消失，具備完全導(dǎo)電性。超導(dǎo)的概念隨之而來，人們將具備這種特性的材料稱為超導(dǎo)材料或者超導(dǎo)體。

中國(guó)團(tuán)隊(duì)成功復(fù)現(xiàn)室溫超導(dǎo)材料?

8月1日之前，所有人都不相信韓國(guó)實(shí)驗(yàn)室找出的“LK-99”室溫超導(dǎo)材料是真的。而8月1日，“劇情”開始反轉(zhuǎn)，中美俄實(shí)驗(yàn)室同日復(fù)現(xiàn)了該晶體，華中科技大學(xué)常海欣團(tuán)隊(duì)還做出了抗磁樣品。

7月底開始，“室溫超導(dǎo)”風(fēng)暴席卷全球。韓國(guó)團(tuán)隊(duì)發(fā)表了兩篇論文，宣稱成功合成了世界上第一個(gè)室溫常壓超導(dǎo)體——改性鉛磷灰石晶體結(jié)構(gòu)(LK-99)，轟動(dòng)全球。

如果該實(shí)驗(yàn)為真，那么“LK-99”將成為全球首款室溫常壓超導(dǎo)材料。但其公布的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)隨后受到質(zhì)疑，被認(rèn)為不足以證明其室溫、常壓下的超導(dǎo)特性。

隨后，國(guó)際上多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)試圖合成“LK-99”，驗(yàn)證其實(shí)驗(yàn)結(jié)果。8月1日，中美俄均有實(shí)驗(yàn)室宣布合成了該晶體。雖然還未證實(shí)其超導(dǎo)性，但初步驗(yàn)證了抗磁性?！癓K-99”的神秘面紗，正在逐步掀開。

B站上一位名為“關(guān)山口男子技師”的UP主發(fā)布視頻，表示已合成了可以磁懸浮的“LK-99”晶體。該晶體懸浮的角度比韓國(guó)量子能源研究中心的CEO Sukbae Lee等人獲得的樣品磁懸浮角度更大，并且兩級(jí)均表現(xiàn)出了抗磁性，有望實(shí)現(xiàn)真正意義的無接觸超導(dǎo)磁懸浮。

根據(jù)中研普華研究院《2023-2028年版超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)政府戰(zhàn)略管理與區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略研究咨詢報(bào)告》顯示：

為何室溫超導(dǎo)材料能如此攪動(dòng)資本市場(chǎng)，這與其強(qiáng)大屬性密切相關(guān)。如果室溫超導(dǎo)真，那么意味著電氣傳輸過程中，能量損失驟減;光伏、風(fēng)電的能源可以遠(yuǎn)距離傳輸，電價(jià)大幅下降;磁懸浮成為現(xiàn)實(shí);涉及到加速領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)進(jìn)一步突破，包括可控核聚變。

據(jù)媒體此前報(bào)道，3月7日，紐約羅切斯特大學(xué)物理學(xué)家朗加·迪亞斯在美國(guó)物理學(xué)會(huì)年會(huì)上介紹研究新進(jìn)展，稱團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造出的超導(dǎo)可在室溫和相對(duì)較低的壓力下工作。

這不是迪亞斯第一次將室溫超導(dǎo)公之于世。2020年，迪亞斯發(fā)布論文稱，已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室將氫、碳和硫元素，在金剛石壓腔中通過光化學(xué)合成簡(jiǎn)單的碳質(zhì)硫氫化物(CSH)，并將其超導(dǎo)臨界溫度提升至15°C。然而，Nature認(rèn)為迪亞斯的數(shù)據(jù)處理方式有問題，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果也未能成功復(fù)現(xiàn)，因此該篇論文以被撤稿告終。

超長(zhǎng)距離無損耗輸電得以實(shí)現(xiàn)

室溫超導(dǎo)意味著超長(zhǎng)距離無損耗輸電得以實(shí)現(xiàn)，這將引起全球電力網(wǎng)絡(luò)的新一輪的基建狂潮，除此之外超導(dǎo)磁體、超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)磁懸浮列車等方面均將有所突破。

隨著風(fēng)電、光伏等新能源平價(jià)進(jìn)程不斷推進(jìn)，新能源裝機(jī)容量的不斷提高，光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展階段。國(guó)家能源局今年1月發(fā)布的2022年全國(guó)電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示：2022年全年，太陽(yáng)能發(fā)電新增裝機(jī)容量8741萬千瓦，同比增長(zhǎng)60.3%。在發(fā)電量和基礎(chǔ)資源建設(shè)方面，我國(guó)新能源發(fā)展都展示出了迅猛勢(shì)頭。

在迎峰度夏 和厄爾尼諾現(xiàn)象背景下，我國(guó)正加快推進(jìn)新型電力系統(tǒng)建設(shè)。 據(jù)中電聯(lián)數(shù)據(jù)，1至5月 全國(guó)電網(wǎng)工程完成投資1400億元，同比增長(zhǎng)10.8%。

從月度數(shù)據(jù)來看，電網(wǎng)投 資 從3月起出 現(xiàn)加速勢(shì)頭。 3 月、4月和5月，電網(wǎng)投資分別達(dá)349億元、316億元和416億元 ， 分別同比增長(zhǎng)13.3%、16.2%和12.4%，電網(wǎng)投資維持在較高水平。

目前我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘俊⒎腔茉窗l(fā)電裝機(jī)容量、遠(yuǎn)距離輸電能力、電網(wǎng)規(guī)模等指標(biāo)均穩(wěn)居世界第一，電力裝備制造、規(guī)劃設(shè)計(jì)及施工建設(shè)、科研與標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)調(diào)控運(yùn)行等方面均建立了較為完備的工業(yè)體系，為服務(wù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和促進(jìn)人民生活水平不斷提高的用電需求提供了有力支撐，為全社會(huì)清潔低碳發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

電力供應(yīng)保障能力穩(wěn)步夯實(shí);綠色低碳轉(zhuǎn)型不斷加速;系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力持續(xù)增強(qiáng);技術(shù)創(chuàng)新水平持續(xù)提升;體制改革攻堅(jiān)成效突出。全國(guó)電力市場(chǎng)交易規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系啟動(dòng)建設(shè)，現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)試點(diǎn)穩(wěn)定結(jié)算試運(yùn)行。上網(wǎng)電價(jià)改革進(jìn)一步深化，輸配電價(jià)改革持續(xù)優(yōu)化，分時(shí)電價(jià)、階梯電價(jià)機(jī)制逐步健全。配售電業(yè)務(wù)加快放開，形成多元化市場(chǎng)主體參與的新格局。

高比例可再生能源和高比例電力電子設(shè)備的“雙高”特性日益凸顯，系統(tǒng)運(yùn)行壓力持續(xù)增加。電力關(guān)鍵核心技術(shù)裝備的自主化、國(guó)產(chǎn)化水平偏低，電力系統(tǒng)科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)效能需持續(xù)提升。電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型發(fā)展過程中仍然面臨諸多障礙和風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)，亟需完善適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的體制機(jī)制。傳統(tǒng)電力調(diào)度方式難以完全適應(yīng)新形勢(shì)新業(yè)態(tài)，調(diào)控技術(shù)手段、調(diào)度機(jī)制、信息安全防護(hù)等亟待升級(jí)。

新型電力系統(tǒng)是以確保能源電力安全為基本前提，以滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展的電力需求為首要目標(biāo)，以高比例新能源供給消納體系建設(shè)為主線任務(wù)，以源網(wǎng)荷儲(chǔ)多向協(xié)同、靈活互動(dòng)為堅(jiān)強(qiáng)支撐，以堅(jiān)強(qiáng)、智能、柔性電網(wǎng)為樞紐平臺(tái)，以技術(shù)創(chuàng)新和體制機(jī)制創(chuàng)新為基礎(chǔ)保障的新時(shí)代電力系統(tǒng)，是新型能源體系的重要組成和實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵載體。

新型電力系統(tǒng)具備安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合四大重要特征，其中安全高效是基本前提，清潔低碳是核心目標(biāo)，柔性靈活是重要支撐，智慧融合是基礎(chǔ)保障，共同構(gòu)建了新型電力系統(tǒng)的“四位一體”框架體系。全高效是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的基本前提。清潔低碳是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的核心目標(biāo)。柔性靈活是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要支撐。智慧融合是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)保障。

構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是一項(xiàng)復(fù)雜而艱巨的系統(tǒng)工程，不同發(fā)展階段特征差異明顯，需統(tǒng)籌謀劃路徑布局，科學(xué)部署、有序推進(jìn)。

《2023-2028年版超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)政府戰(zhàn)略管理與區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略研究咨詢報(bào)告》由中研普華研究院撰寫，本報(bào)告對(duì)該行業(yè)的供需狀況、發(fā)展現(xiàn)狀、行業(yè)發(fā)展變化等進(jìn)行了分析，重點(diǎn)分析了行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、如何面對(duì)行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)、行業(yè)的發(fā)展建議、行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，以及行業(yè)的投資分析和趨勢(shì)預(yù)測(cè)等等。報(bào)告還綜合了行業(yè)的整體發(fā)展動(dòng)態(tài)，對(duì)行業(yè)在產(chǎn)品方面提供了參考建議和具體解決辦法。

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  2023-2028年版超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)政府戰(zhàn)略管理與區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略研究咨詢報(bào)告

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