奇点科学,导电性能极佳的超导体


丹麦和英国的能源公司正在合作“维京连接”项目,铺设一条长度为630公里的海底电缆。正式完成后可输送1400兆瓦的电力。

当风力强劲,英国的风力涡轮机产生额外的电力时,就可以输送到丹麦和其他欧洲国家。约36小时后,当强风进入丹麦的海上风电场时,丹麦产生了额外的电力,并将其“归还”英国。据预测,到2030年,“维京连接”将提供9太瓦的电力,相当于150万个家庭的电力消耗。

在传送时仍然会损失一些电能。据估计,如果两根通过“维京连接”的电缆输送1400兆瓦的电力,那么在传输过程中就会有20兆瓦的热量被消耗掉。二十兆瓦听起来不算多,但是这个数字是霍本高架桥电厂最大发电能力的200倍。

若能铺设比“维京连接工程”更粗的电缆,并以更高的电压输送电能,能源公司就能减少损耗。但要以这种方式铺设一条能覆盖欧洲甚至全世界的电网是不可能的。但超导体能够解决电能损耗问题。

1911年开始超导体就有了概念。那时,荷兰物理学家KamerlinghOnnes研究了一些材料在极端低温下的特性。由英国物理学家开尔文代表的科学家认为,金属在绝对零度(-273.15)时,电阻会变得无限大,因为理论上所有电子都不能通过超低温金属线。但内斯不承认这种观点。191148日,他给-269℃的水银通电时,观测到水银的电阻变成了零。正如内斯后来所说,这种材料具有“超导性”。

但是液氮冷却后有超导电缆不太实用,因为不方便,成本太高。因此,科学家们希望找到一种在更高温度下具有超导性的材料,他们称之为高温超导体。(该文部分内容采集自“杂志铺”网商品,《奇点科学》杂志。)