大云网售电观察：石墨烯超导电性--你会是电力线损的“杀器”吗？

        大云网讯：最近朋友圈被刷屏的大事有：物理学家与宇宙学家史蒂芬·威廉·霍金谢世；习大大众望所归全票继续当选国家主席；然而一个叫曹原的中国年轻人一天两次登上英国《Nature》杂志，而且一次性就占据了两个席位！小编好奇作为世界顶级科学期刊--自然《Nature》，为啥如此看重一个中国毛头小伙的科研发现？这科研成果是如何发现？它又将对科技界及电力行业产生怎样巨大影响？

        众所周知，国家电改“管住中间，放开两头”要管住中间，无非是因为电的属性，它虽然可风驰电掣、秒传万里，却难于大范围长时间储存，所以出现要管却难管好、难于真实核算的尴尬局面(当前我国各省电力输送损耗定在2.97%-9.37%之间）。但节能减排是当今世界环保主题，实现“零电阻状态”（也被称为“超导电性”）的零损耗传输也是科学家一直在试图突破的难题，让我们一起看一下影响电力输送的线损“前世今生”。

一、电力线损是什么

        线损指的是以热能形式散发的能量损失，即为电阻、电导消耗的有功功率。线损具体讲指是电网经营企业在电能传输和营销过程中所产生的电能消耗和损失,简单说来就是电从发电厂至用户输送期间消耗的能量。

二、产生线损的原因

        所有用电设备消耗的电能都由导体传输。导体（线）由于自身有电阻的存在，能输送电流的同时也能起到阻碍电流通过的作用，电流为克服电阻自身就要消耗部分电能，这损失的电能就是线损。

三、低耗传输的探索

        我们都知道，能量传输主要是通过电缆（主要由铜芯+绝缘体组成）来实现的，在此过程中损耗量是非常巨大的。1911年，荷兰物理学家，海克·卡末林·昂内斯发现，当汞被冷却至接近-273℃时，电子可以通行无“阻”，从而将能源损耗降到最低，这个“零电阻状态”被称为“超导电性”，这也是人类第一次发现超导体的存在，昂内斯因此获得了诺贝尔奖。

        但悲剧的是，超导体要在接近绝对零度(-273℃)的环境下，才能显现其近乎零损耗输电的能力，而超导体的冷却成本却高得让人绝望！全世界的科学家们都开始了各种试验，去寻找这种“低成本超导材料”。诺贝尔奖获得者Robert B. Laughlin说：“物理学家们已经在黑暗（超导研究）中，徘徊了30年，试图解开铜氧化物超导的秘密......”

四、超导体的新突破

        然而今天，我们这位中国的少年，就成为了照亮黑暗的那盏明灯！2017年8月，曹原和他的研发团队发现了石墨烯中的非规超导电性，然而研究过程起初并不顺利，实验中最困难的地方在于如何将两层石墨烯之间的转角精确控制在1.1°(魔角)附近。在经历了一次又一次失败后，曹原不言放弃，他们夜以继日地呆在实验室里，克服了样品无法承受高热、机械部件有滞留回差等重重困难之后，震惊世界的石墨烯传导试验终于成功了！它们可以在零阻力的情况下传导电子，即刻显现超导特性！

五、超导体应用展望

        石墨烯超导特性的这一重大发现，是一个划时代的科研创举。大云网电力交易分析师认为，虽然科研成果转为实际应用还有很长的路要走，相信它必定在电力传输材料的节能替代上产生巨大影响，必定是制造电能低耗传输品的主流。超导新产品的面世可大大降低电力运输成本，成为电力传输线损的一大“杀器”，必将惠泽全球千家万户！

               （大云网电力交易分析师：沧海一笑）