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超導體可以在沒有任何阻力或功率損失的情況下導電,并且它們可以毫不費力地使磁鐵懸浮在它們上方。這些特性將使超導體可用于高速火車或長距離電力傳輸,但有一個明顯的問題除外:超導體只能在低溫下工作,即零下一百多度。
這一要求使得建設超高效電網或高速鐵路網絡非常昂貴。也就是說,除非超導體網絡可以同時完成這兩項任務。
在 AIP 出版社的 APL Energy 中,來自休斯頓大學、Adelwitz Technologiezentrum GmbH 和萊布尼茨固態(tài)與材料研究所的研究人員開發(fā)了超導高速公路的概念驗證,該高速公路可以運輸車輛和電力,冷卻必要的超導體液態(tài)氫管道。
大多數(shù)磁懸浮設計的特點是車輛內部的超導體懸浮在磁軌上方。作者決定將這種安排顛倒過來,將超導體放在地上,并給每輛車一個磁鐵。結果是一個具有多種用途的系統(tǒng),將其置于可承受范圍內。
“超導體懸浮磁性車輛,而不是磁懸浮超導車輛,可以提供額外的好處,例如電力傳輸和存儲,”作者 Zhifeng Ren 說?!拔覀冮_發(fā)了一種新的超導系統(tǒng),可以傳輸和存儲大量能量,還可以以至少每小時 400 英里的速度運送人員和貨物?!?/p>
他們的設計解決了用液態(tài)氫管道冷卻超導體的問題。氫氣是一種很有前途的清潔燃料來源,但存在復雜的處理問題:它在室溫下是一種氣體,因此運輸和儲存氫氣要么涉及危險的加壓罐,要么涉及成本高昂的低溫。在團隊的提議中,冷卻超導體的成本和運輸氫氣的成本變得相同。
在實驗室中使用比例模型,他們證明了這些應用程序可以共存,現(xiàn)在他們希望建立一個全面的演示。作者設想他們的系統(tǒng)將位于現(xiàn)有高速公路下方,以利用當前的基礎設施。
“人們可以隨時開車進入超導高速公路,無需等待火車或飛機,并且改造現(xiàn)有高速公路意味著不需要為軌道征地,”任說?!坝辛俗銐虻呢斦С?,我們可以在相對較短的距離內建立一個工作系統(tǒng),比如從休斯敦到奧斯汀。”
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