电气设备行业动态点评:室温超导热议,颠覆性革命的方向东方财富证券2023-08-02.pdf
摘要:【事项】7月22日,韩国的一个科研团队在预印本网站arXiv平台上上传了两篇论文,声称发现了世界上首个常压室温超导体;该材料为一种改性铅磷灰石,名为LK-99,超导临界温度在127℃,即400K以上,且在常压下就具备超导性。该实验结果有待进一步验证真伪。7月31日,美国劳伦斯伯克利实验室(LBNL)在arXiv上提交了一篇论文,称其计算机模拟结果支持LK-99为室温常压超导体;引发热议。【评论】超导是什么:在一定温度下,某些导电材料的电阻消失,这种零电阻现象称为超导现象或超导电性。具有超导电性的材料成为超导材料或超导体;出现零电阻的温度称为超导临界温度。为什么说超导的突破能带来颠覆性的革命?应用和材料特性密切相关,超导材料具有零电阻性、完全抗磁性、量子隧穿效应;超导材料的物理特性决定了其革命性的应用场景。超导输电/储能:实现无损传输/存储电力,节省了常规的变电、送电损耗;提高电网效率,使远距离输电、长时储能更加经济可行;超导发电:(1)将普通发电机的铜绕组换成超导体绕组,提高电流密度和磁场强度,发电容量大、电抗小、效率高;(2)超导磁流体发电机:传统磁体在发电过程中会产生很大的损耗,而超导磁体自身损耗小,具有效率高、发电容量大的优点;超导磁悬浮:把超导材料置于外部磁场中,超导体会表现出完全抗磁性,与磁场之间有排斥力。利用超导材料的完全抗磁性,可以让列车悬浮起来,降低运行阻力;超导磁悬浮列车已经被发明出来,随着超导技术成熟,可能会逐步实用;超导医疗:超导材料在医学领域已经被运用在磁共振等领域,可以实现微弱电磁信号的高灵敏检测,随着常温常压超导材料的突破,相关医疗器械可以实现设备的小型化、高效化;超导量子计算机:IBM公司宣称其已经研制出了能运行127个量子比特的量子计算机,计算性能更为强大。目前进展:超导体从发现之初至今,一直没有突破低温的限制;通常,将临界温度低于25K(-248.15℃)的材料称为低温超导体,将高于25K的材料称为高温超导体。超导材料对温度的苛刻条件限制了超导材料的大规模应用;目前实现的室温超导均无法避免加上高压条件,通常为数百万个大气压;因此目前超导材料的突破重点在于“室温+常压条件下”。LK-99实验能否复现尚待检验,若验证成功,人类历史将进入革命性时代。韩国团队上传的论文细节详实,制备过程较为简单,理论上实验复现较为简单;该团队研究成员于北京时间7月31日凌晨回应,其团队制造的LK-99室温超导材料或许可以在一个月之内被复制。若室温超导有所突破,势必引起全球能源、基建等领域的狂热变革。在超导领域有所布局的企业有望率先受益;因此,我们梳理了现有超导相关的标的,包括低温超导线材、电缆、高温线材等,以及上游铅金属相关标的、下游应用相关标的等。西部超导:国内唯一低温超导线材、磁体商业化生产企业;联创光电:高温超导加热设备;精达股份(上海超导):高温超导带材;百利电气:超导限流器、超导线材;永鼎股份:高温超导带材;中孚实业:高温超导电缆;创新新材:高强超导线缆;中天科技:超导电缆;汉缆股份:电缆及附件系统;豫光金铅:铅、铜冶炼;东方钽业:钽铌及其合金制品,例如超导铌材、铌超导腔;宝胜股份:超导系统开发与应用;中金岭南:铅锌铜等有色金属的采选冶及深加工;西部材料:稀有金属材料的板/带/箔/丝棒/管及其深加工;晶盛机电:mcz单晶炉;连城数控:mcz单晶炉【风险提示】常温常压超导材料突破不及预期;实验复现不及预期;常温超导材料产业化应用速度慢等
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