报告发布与意义 - 中国科学院物理研究所于1月26日正式发布《2025年度REBCO高温超导带材战略研究报告》[1] - 该报告是国际首个聚焦高温超导带材发展的战略研究报告[1] - 报告首次凝练提出了阻碍该领域发展的“十大关键科学技术问题”[1][3] - 报告为实现高温超导材料的大规模应用提供了清晰的路线图[1] 高温超导材料优势与潜力 - 以稀土钡铜氧（REBCO）为代表的高温超导材料临界温度高于液氮温度（-196℃），相比传统超导材料所需的液氦温度（-269℃），制冷成本大幅降低[1][2] - REBCO材料在承载电流和抵抗磁场方面性能显著提升，为更大规模应用奠定了基础[2] - 超导材料具有零电阻和完全抗磁性等非凡特性，被视为21世纪极具战略价值的前沿材料[1] - 其在能源、交通、医疗、科研等多个关键领域有广阔应用前景[1] 应用现状与主要方向 - REBCO高温超导带材自2006年实现商业化制备以来，已进入商业化初期[2][3] - 应用主要集中在两大方向：电力系统与磁体系统[2] - 在电力系统中，可用于制造超导电缆和故障限流器，适合城市电网升级改造与保障电网安全[2] - 在磁体系统中，可应用于核聚变装置、高场磁共振成像、超导电机等重要设备[2] - 材料已在磁约束核聚变、高端医疗设备、大科学装置及超导电力设备等多个领域展现出重要应用潜力[2] 当前技术挑战与发展重点 - 当前高温超导带材是由合金基带、缓冲层、超导层和保护层组成的多层复合结构[3] - 在电力系统应用中，技术重点在于提高带材的载流能力、保证长距离性能均匀、降低损耗并控制成本[2] - 在磁体系统应用中，对材料的机械强度和稳定性提出了很高要求[2] - 未来发展的关键在于系统推进材料、工艺与应用的协同创新[3] - 需要针对超导层优化内部结构以增强其在磁场中的载流能力[3] - 需要围绕基带、缓冲层和保护层改善强度与韧性的平衡、结构传导效率以及层间界面结合等问题[3] - 必须发展可规模化、一致性高的制备工艺，实现带材的低成本、批量稳定生产[3] - 随着应用场景需求细化，发展“按需定制”的超导带材将成为推动规模化应用的关键[2] 十大关键问题与未来攻关 - 报告首次系统凝练出阻碍REBCO带材走向大规模应用的十大关键科学技术问题[3] - 这些问题贯穿基带、缓冲层到超导功能层的整个材料体系，是连接基础研究与工程应用的“枢纽”[3] - 攻克它们需要材料、物理、工程等多学科的深度协同[3] - 十大关键问题源自对产业链从研发到应用的全链条深入调研，通过逐层剖析带材结构找出性能瓶颈与层间匹配难点[3] - 对照核聚变、超导电网等国家重大需求，分析现有材料与实际应用之间的差距，明确了从“能用”到“好用”所需攻克的具体方向[3]