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超导体能储存闪电吗?

发布时间:2020-04-15 16:47:58

资讯分类:超导  闪电  体能  储存  超导  超导体  电流
超导体能储存闪电吗?

超导体可以储存电能,原则上,闪电就是电能的一种形式,超导体当然可以储存闪电。

先来看看超导体是如何储能的。

超导体的电阻为零,目前可以测定的是超导体的电阻率是低于10的-18次方Ωm,而我们熟悉的所谓导电性最好的金属,如铂金银铜铁铝等,室温下电阻率一般为10的-8次方Ωm,也就是说,超导体的电阻率比导电最好的常规金属还要低10个数量级。可以做一个简单的估算,假设一个超导环里通1A的电流,在如此之低的电阻率情况下,电流要完全衰减需要非常漫长的时间,约1000亿年。因此,只要能够保证超导环永远处于超导状态,那么其中的电流可以认为几乎不衰减。如此,超导线圈本身就是一个很好的储能装置,把需要存储的电能以电流形式注入超导环,然后断开外接回路,让电流就在环内自己流动,因为电阻为零,电流不损耗,电能也就存储下来了。表现形式就是环外存在一个稳定的磁场。需要电能的时候,只需打开外接开关,把环内电流引出来。超导环储能的时间比较长,转换效率非常高。然而因为超导体存在上临界场和临界电流密度,因此超导环能够存储的电能并不是无限的,电流不能太强,否则一旦破坏超导态就会迅速发热导致环被烧毁。而且,要维持在超导态,需要长期处于较低的温度,需要消耗大量液氦等低温液体,成本也是非常高昂的,或许远远超过了储能节约的能量,这样就有点不划算了。

超导储能还有一种方式就是动态储能,制造一个超导磁悬浮的轴承,称之为超导飞轮。在超导态下,电能将转化为轴承的动能,飞轮在不停旋转。目前超导飞轮能够储存的功率还非常有限,大约300千瓦左右。而且,超导飞轮储能是有损耗的,电机还是会发热,且转换速度较慢。

如果要把闪电的电能用超导环或超导飞轮储存起来,需要克服的是如何把瞬间巨大电流的闪电引入超导环,而不发生电路烧毁。两者皆有可能性,只是实际操作起来会非常困难,目前的科技应该尚难以做到。

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