美科學家發(fā)明鐵碲硒材料制低成本超導體
2013年01月21日 10:32 4607次瀏覽 來源： 中國有色網(wǎng) 分類： 稀土
美國布魯克海文國家實驗室的科學家們正在研發(fā)用于風力渦輪機的低成本鐵基超導線，尤其是針對海上風力發(fā)電行業(yè)，效率更高。新的超導體較另一基于陶瓷材料的新型超導體耐久性更好，且制造成本更低。
超導體是指可為高效發(fā)電站傳送和儲存更強電流的導體，但是一般超導體的制造成本都不菲，需要有利的溫度控制，且在風力渦輪機的磁場內(nèi)性能會受到影響。
布魯克的科學家們使用成本相對較低的鐵、晶體硒材料和半金屬碲的薄膜來制造出一種半導體。
制造過程中使用激光脈沖來蒸發(fā)材料，隨后蒸氣被收集在精確的基板上數(shù)層。另外，在基板和其上三層中還要添加一層氧化鈰。
據(jù)實驗室科學家稱，在薄膜和基板層中間添加氧化鈰可以大幅提高超導體的臨界電流密度或最大電力符合以及材料成為具備超導性的臨界溫度。添加該稀土層后，臨界溫度可提高30%，雖然還是在-253攝氏度的低溫，但是已經(jīng)可以保證很大的應用潛力。
諸如氧化鈰等稀土材料對未來風能、電動汽車以及高效照明等新能源行業(yè)的發(fā)展是至關重要的。
而美國對國外稀土的依賴程度過高使得人們對這些行業(yè)以及更多傳統(tǒng)行業(yè)未來的發(fā)展形勢感到擔憂。但是奧巴馬政府在這方面也采取了多種應對措施，譬如最近成立的關鍵材料協(xié)會，其致力于研究替代材料，新型制造方法和資源回收方法。
新型超導體每平方厘米可承載20萬安培的電流，甚至是在強磁場中也是如此，而相比之下，典型的家用斷路器在20安培時就會跳電。
另外美國休斯敦大學也在從事一項超導體線研究，其獲得了由高級研究計劃署給予的能源部400萬美金的資金支持，
如該布魯克海文的項目一樣，，休士頓研究員在應用于風電行業(yè)可在高強磁場下工作的低成本超導體方面研究也取得了重大成果。而海上風力發(fā)電站將明顯受益于這些科技。
雖然美國在海上風力發(fā)電方面已經(jīng)遠遠落后于其他國家，但是新型超導線或可以助其快速前進，整個大西洋東北海岸的風力發(fā)電項目也將顯示更大潛力。
責任編輯：hq
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