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January

2013

美科学家发明铁碲硒材料制低成本超导体

发布时间:2013-1-21 16:33:41524次

据中国有色网报道:

  美国布鲁克海文国家实验室的科学家们正在研发用于风力涡轮机的低成本铁基超导线,尤其是针对海上风力发电行业,效率更高。

  新的超导体较另一基于陶瓷材料的新型超导体耐久性更好,且制造成本更低。

  

  超导体是指可为高效发电站传送和储存更强电流的导体,但是一般超导体的制造成本都不菲,需要有利的温度控制,且在风力涡轮机的磁场内性能会受到影响。

  

  布鲁克的科学家们使用成本相对较低的铁、晶体硒材料和半金属碲的薄膜来制造出一种半导体。

  

  制造过程中使用激光脉冲来蒸发材料,随后蒸气被收集在精确的基板上数层。

  另外,在基板和其上三层中还要添加一层氧化铈。

  

  据实验室科学家称,在薄膜和基板层中间添加氧化铈可以大幅提高超导体的临界电流密度或最大电力符合以及材料成为具备超导性的临界温度。

  添加该稀土层后,临界温度可提高30%,虽然还是在-253摄氏度的低温,但是已经可以保证很大的应用潜力。

  

  诸如氧化铈等稀土材料对未来风能、电动汽车以及高效照明等新能源行业的发展是至关重要的。

  

  而美国对国外稀土的依赖程度过高使得人们对这些行业以及更多传统行业未来的发展形势感到担忧。

  但是奥巴马政府在这方面也采取了多种应对措施,譬如最近成立的关键材料协会,其致力于研究替代材料,新型制造方法和资源回收方法。

  

  新型超导体每平方厘米可承载20万安培的电流,甚至是在强磁场中也是如此,而相比之下,典型的家用断路器在20安培时就会跳电。

  

  另外美国休斯敦大学也在从事一项超导体线研究,其获得了由高级研究计划署给予的能源部400万美金的资金支持,

  如该布鲁克海文的项目一样,,休士顿研究员在应用于风电行业可在高强磁场下工作的低成本超导体方面研究也取得了重大成果。

  而海上风力发电站将明显受益于这些科技。

  

  虽然美国在海上风力发电方面已经远远落后于其他国家,但是新型超导线或可以助其快速前进,整个大西洋东北海岸的风力发电项目也将显示更大潜力。

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