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摘 要:在NEDO实施的“能源与环境新技术先导研究项目”中,日本物质材料研究机构(NIMS)和明兴双叶株式会社最近成功开发了一种总直径为15微米的超细MgB2(二硼化镁)超导线,这是世界上最细的超导线。构成导线的超导丝非常细,直径仅为5.5微米。化合物超导线一般脆而易碎,但本次开发的超细MgB2超导线可以像铜线一样柔韧,易于处理,在提高绕组线圈的抗弯曲应变能力和显着降低因波动磁场引起的交流损耗等方面实现了重大进步。未来,通过采用这一技术,能够加快小型高功率超导电机的研发,加速搭载液氢的电动飞机、超导发电机等超导应用设备的实用化进程,为未来交通领域的温室气体减排作出贡献。
关键字:超细MgB2超导线、小型高功率超导电机、液氢、电动飞机、超导发电机
利用液氢冷能的超导应用设备的实用化,为减少温室气体排放作贡献
为了到2050年实现碳中和,目前人们正在推进建设氢能社会。其中,在-253℃的极低温下将氢气液化而得到的液氢是一种可以高效储存和运输氢气的氢载体。但是,当液氢还原为常温气体使用时,-253℃液氢具有的冷能被释放到大气中,造成浪费。因此,开发一种能够有效利用这种冷能的技术对于提高能源效率和经济效益极为重要。
其中一项技术开发就是与超导相关的技术。在搭载了液氢的“电动飞机”和“超导发电机”中,开发能够实现小型高功率的超导电机至关重要,有望将液氢的冷能用作超导电机的冷却介质。实现超导电机的关键是超导线,在液氢温度下表现出超导性的“氧化物高温超导体”或“MgB2超导体”被认为是超导线的候选材料,但克服以下两个问题极为重要:(1)提高绕组线圈等的抗弯曲应变能力(柔韧性和挠性),以及(2)大幅降低因波动磁场引起的交流损耗,但目前这两个问题都没有得到解决。
为了克服这些问题,在NEDO(国立研究开发法人新能源产业技术综合开发机构)的2022年度“能源与环境新技术先导研究项目”(以下简称为本项目)中,国立研究开发法人物质材料研究机构(NIMS)、明兴双叶株式会社致力于开发一种利用液氢冷能的超导相关技术,助力建设氢能社会。
此次,NEDO、NIMS和明兴双叶成功开发了一种直径为15微米的世界上最细的超细MgB2超导线,为克服上述两个问题迈出了重要一步。