石墨烯超导超越超高压输电?停留在实验室的技术能实现吗?

有人说在室温状态下,石墨烯超导已经被研究出来了,而咱们引以为傲的世界第一的特高压输电技术也就不复存在了,这是真的吗?在室温状态下石墨烯超导真的能够实现吗?一提到石墨烯,相信大家脑海中浮现的都是那种几块钱一瓶的黑色的物质吧。但那并不是什么真正的石墨烯,而是其氧化物,并不值钱。能够真正用来输电的石墨烯,每克的价格到了4000元左右。

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那么什么是石墨烯呢?简单来说就是一种碳原子排列为六边形的新材料,看起来和蜂窝一样。它存在的状态是单层的,但是想要把自然界石墨烯剥离出单层来却很难,以至于石墨烯价格昂贵。那么什么是超导呢?超导简单来说就是零电阻,但是零电阻的实现,却需要各种各样严苛的条件。

电流在输送的时候,因为输电的材料无法完美达成超导,比如铜铁之类,就会造成各种各样的电阻而造成能量的损耗。零电阻,也就是没有能量的损耗,100%电流传输。那么石墨烯超导能不能够实现呢?可以,但是要求的条件很严格。目前来说实现石墨烯超导最出名的,有这么两次。一种是咱们曹原的杰作。在零下271摄氏度下形成了一个魔鬼角,从而实现了石墨烯的超导。在这里朋友们可能要问了,什么是魔鬼角呢?其实就是把两层石墨烯扭转了1.1度,看起来就形成一个角。

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而另一个则是国外的杰作,咱们从nature上可以找到相关内容。简单来说,就是在特殊压强之下,形成的石墨烯超导。相比于曹原的零下270多摄氏,真正的实现了室温下的超导实验。室温也就是咱们正常的温度。但是这种方法却有一个巨大的缺点,那就是压强太高。

当时试验的压强达到了207GPa,在这样的压强之下,人是无法存活的。在自然界之中,除了深海,一般的地方几乎不存在这样的压强。所以说目前这个研究还停留在实验室当中,想要推广出来的话,还不知道要经过多少年。

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这首先解决的就是压强问题。所以说如果咱们真正想把石墨烯超导用在输电当中,不仅要让这一技术实现的温度条件,控制在咱们正常的室温条件下,而且还得解决实现室温超导的压强问题。

如果详细地来说,想要达到超导的话,有这么三个要求。一个是临界转变温度,一个是临界磁场强度,还有一个是临界电流密度。也就是说超导的实现必须同时满足这三个条件,缺一不可。所谓的临界转变温度,也就是超导体达到零电阻时的温度。以此类推,临界磁场强度就是超导体达到零电阻时的外加磁场强度。临界电流就是超导体实现超导时的电流上限。但是以目前的条件来说,想要同时满足这三点无异于登天。

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其中最难解决的就是电流临界问题。如果咱们想把石墨烯超导用在输电当中的话,自然要保证输电功率,但是在保障输电功率的条件下,又会把超导体当中通过的电流强度提高。一旦超过上限,超导体也就不超导了。

所以综合上述,关于石墨烯超导替代高压输电,目前来说是不可行的。主要存在,第一无法满足超导条件,第二点成本过高的问题。

而且咱们中国的特高压输电技术世界一流,等石墨烯超导真正能够用于商业化的时候,咱们中国的特高压输电技术都不知道发展到那一步了,朋友们觉得呢?欢迎在评论区留言。

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页面更新:2024-03-12

标签:超导   石墨   超导体   磁场强度   压强   室温   单层   技术   条件下   临界   电阻   电流   实验室   温度   也就是   条件   科技

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