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超導(dǎo)體可以在沒(méi)有任何阻力或功率損失的情況下導(dǎo)電，并且它們可以毫不費(fèi)力地使磁鐵懸浮在它們上方。這些特性將使超導(dǎo)體可用于高速火車或長(zhǎng)距離電力傳輸，但有一個(gè)明顯的問(wèn)題除外：超導(dǎo)體只能在低溫下工作，即零下一百多度。
這一要求使得建設(shè)超高效電網(wǎng)或高速鐵路網(wǎng)絡(luò)非常昂貴。也就是說(shuō)，除非超導(dǎo)體網(wǎng)絡(luò)可以同時(shí)完成這兩項(xiàng)任務(wù)。
在 AIP 出版社的 APL Energy 中，來(lái)自休斯頓大學(xué)、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(dǎo)高速公路的概念驗(yàn)證，該高速公路可以運(yùn)輸車輛和電力，冷卻必要的超導(dǎo)體液態(tài)氫管道。
大多數(shù)磁懸浮設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是車輛內(nèi)部的超導(dǎo)體懸浮在磁軌上方。作者決定將這種安排顛倒過(guò)來(lái)，將超導(dǎo)體放在地上，并給每輛車一個(gè)磁鐵。結(jié)果是一個(gè)具有多種用途的系統(tǒng)，將其置于可承受范圍內(nèi)。
“超導(dǎo)體懸浮磁性車輛，而不是磁懸浮超導(dǎo)車輛，可以提供額外的好處，例如電力傳輸和存儲(chǔ)，”作者 Zhifeng Ren 說(shuō)。“我們開發(fā)了一種新的超導(dǎo)系統(tǒng)，可以傳輸和存儲(chǔ)大量能量，還可以以至少每小時(shí) 400 英里的速度運(yùn)送人員和貨物。”
他們的設(shè)計(jì)解決了用液態(tài)氫管道冷卻超導(dǎo)體的問(wèn)題。氫氣是一種很有前途的清潔燃料來(lái)源，但存在復(fù)雜的處理問(wèn)題：它在室溫下是一種氣體，因此運(yùn)輸和儲(chǔ)存氫氣要么涉及危險(xiǎn)的加壓罐，要么涉及成本高昂的低溫。在團(tuán)隊(duì)的提議中，冷卻超導(dǎo)體的成本和運(yùn)輸氫氣的成本變得相同。
在實(shí)驗(yàn)室中使用比例模型，他們證明了這些應(yīng)用程序可以共存，現(xiàn)在他們希望建立一個(gè)全面的演示。作者設(shè)想他們的系統(tǒng)將位于現(xiàn)有高速公路下方，以利用當(dāng)前的基礎(chǔ)設(shè)施。
“人們可以隨時(shí)開車進(jìn)入超導(dǎo)高速公路，無(wú)需等待火車或飛機(jī)，并且改造現(xiàn)有高速公路意味著不需要為軌道征地，”任說(shuō)。“有了足夠的財(cái)政支持，我們可以在相對(duì)較短的距離內(nèi)建立一個(gè)工作系統(tǒng)，比如從休斯敦到奧斯汀。”
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