2021年12月22日,世界首条35千伏公里级超导电缆示范工程在上海正式投运。这是国内新型电力系统建设领域一项重大核心技术突破,标志着我国超导输电应用迈入全球领先行列。
上海大学及其产学研企业为此工程提供了最核心关键材料——第二代高温超导带材(又称REBaCuO超导涂层导体)近210公里,这是我校在2011年攻克高温超导带材百米级关键技术、2013年攻克千米级产业化关键技术而荣获上海市科学技术奖之后,在超导带材应用上取得的重大进展。
上海大学超导团队负责人蔡传兵教授2005年被上海大学引进回归,后先后获得上海市浦江学者、上海市领军人才等。主持完成了多项国家及地方的重点科技攻关项目,包括国家“863”课题、“973”项目子课题、国家自然科学基金、中德科技合作PPP项目、上海市科委重大项目等。近年来提出REBaCuO薄膜外延生长新机理,发明超导薄膜复合组分和多层结构,解决厚度诱导的薄膜织构和临界电流密度下降的世界性难题;发明低氟溶胶组分和减压烧结工艺,实现高效生长和批量制备;构建动态生长和在线监测成套新技术,建立自主产权高温超导带材生产线,填补国内空白。目前高温超导带材产品单根超过500米,载流能力大于420安培/厘米宽,产能与性能国际先进。
2005以来,通过组建上海市高温超导重点实验室,以平台吸引了10多位高层次人才,汇聚了一批致力于超导相关研究的优秀人才。团队成员包括长江学者/973首席/青年长江等国家级人才4人,上海市千人/青年东方学者/启明星等5人、上海市海外高层次人才计划2人;柔性引进了诺贝尔物理学奖得主Michael Kosterlitz教授;聘请了顶尖超导专家担任学术委员会委员。当前上海市高温超导重点实验室和上海市高温超导产业联盟的各类研究成果不断,正向有国际影响力的研发基地方向发展。
团队创建了具有自主知识产权的高温超导带材生产线,产品性能达到国际先进水平(工信部科评字(2017)第104号),通过技术转移,在我国率先实现了千米级超导带材的生产线,填补了国内空白,使我国从高温超导带材的进口国转为出口国,成为国际上少数几个有千米级高温超导带材生产能力的国家。研发成效被《文汇报》“寻找上海的创新基因”头版专题报导,被CCTV《我爱发明》科技新突破专题报导。团队先后获中国侨界贡献奖(创新团队奖)、中国国际工业博览会高校展区优秀展品奖一等奖、上海市科技发明二等奖。
产学研联动,基础研究和产业技术协同发展。团队积极参展了全球技术转移大会、上海市工业博览会等。响应市科创中心主阵地战略、为环上大科创园建设助力,团队协助建设新型的超导研发检测生产基地(2021年12月获批上海市超导制造业创新中心),成为“上海制造”在战略新兴产业新材料、新能源领域的城市名片。
瞄准国家及上海市高温超导战略性需求,开发了高温超导新材料、新技术和新产品,服务了国家及地方若干重大工程依托上海大学及上海市科委,建设了上海市高温超导重点实验室;与上海电缆研究所、国网上海市电力公司、上海电气集团等共同组建了上海市超导产业战略联盟、上海超导传输工程技术研究中心。团队及相关产学研合作单位等共同推进了上海宝钢50米长高温超导电缆项目、本次国家电网公里级超导电缆项目。这些项目为上海市培养高温超导战略性新兴产业贡献了力量,同时,超导产业化为学科的社会发展贡献了力量,随时增强提钱包式的“纸变钱”能力。
此外,团队参与了重大科学工程预研(如国家强磁场中心和中科院高能物理所大型粒子加速器、中科院等离子体研究所的受控核聚变用超导强磁体)和高端医疗装备关键部件研发(如磁共振成像超导磁体技术)。团队牵头制定超导国家标准2项、国家标准外文版1项,参与制修订国家标准、行业标准、企业标准多项,促进我国高温超导带材技术标准化建设超前发展,避免高温超导带材技术领域标准受制于人的状况。
雄关漫道真如铁,而今迈步从头越。面向未来,上海大学上海市高温超导重点实验室联合上海市超导产业创新联盟、上海市超导制造业创新中心,通过加强产教融合和学科联动,可望打造国际一流的超导创新策源地,带动学科服务社会功能,同时提升相关学科的国内外影响力。团队将奔赴攻克“卡脖子”技术一线,为满足国家对超导应用需求和保持国际领先地位而努力,更好地服务国家重大需求。