概念中的超导超级高速公路：以每小时400英里的速度运送能源、人员和货物

长期以来，超导在电力传输和运输方面的前景一直被高成本所阻碍。现在，来自休斯顿大学（UH）和德国的研究人员已经展示了一种方法，通过使用超导体沿现有的公路基础设施移动人员、货物和能源，来削减成本并颠覆交通和能源运输部门。

这个组合系统不仅将降低每个系统的运营成本，而且还将提供一种储存和运输液化氢的方法，这是未来重要的清洁能源来源。液化氢将在储存和运输过程中用于冷却超导体导轨，从而减少对能够将燃料冷却到20开尔文或零下424华氏度的单独专门管道系统的需求。

2023年4月24日发表在《APL能源》杂志上的一篇论文中描述了这一概念，它表明在未来，航空旅行和传统的货物运输可能会变得过时，被一个允许个人和商业车辆以每小时400英里的速度行驶的"超级系统"所取代--甚至可能是两倍的速度。

休斯顿大学德克萨斯超导中心主任任志峰说："我称它为改变世界的技术，"他提出了这个概念，也是论文的通讯作者。"超导有希望在没有电力损失的情况下传输电力，为磁悬浮的超高速列车提供动力，并用于能源储存。但它在经济上一直不可行，这就是为什么它还没有大规模发生。"

超导研究的现代时代始于1987年，当时由夏威夷大学物理学家Paul Chu领导的团队发现了一种化合物，它在高于液氮沸点的温度下作为一种超导体发挥作用。自那时起，示范项目已经证明，超导体可用于为磁悬浮列车提供动力，并在没有能量损失的情况下传输电能，减少浪费。

技术细节仍有待解决，同时也是M.D. Anderson物理学讲座教授的Ren说。"但学习曲线应该不会很陡峭，因为我们在过去40年左右的时间里已经学到了很多东西。"

融资将是另一个挑战。虽然这份概念验证文件不包括经济分析，但他说，与任何单独的系统相比，结合交通和能源系统并使用现有的道路将大大降低成本。他说，这一点，以及该项目潜在的长期经济和环境效益，将超过前期成本。

传统上，磁悬浮列车在磁化轨道上运行，超导体嵌入列车底盘。这个概念将其翻转，将超导体嵌入现有的公路基础设施，并在车辆的底盘上添加磁铁，这就避免了在每辆车上冷却超导体。相反，液化氢在整个系统中移动时将冷却超导体，液化氮和真空层被用来对液化氢进行热绝缘。

研究人员建立了一个模型来展示这一概念的关键技术方面--将磁铁悬浮在超导体导轨之上。液化氮被用来冷却模型中的超导体；Ren说未来的模型将使用氢气。

带有磁化车底的车辆--火车、货运卡车，甚至是个人车辆--将进入超导导轨，悬浮并高速行驶，以到达其目的地。离开导轨后，车辆将继续以传统的电动或内燃机为动力行驶。

任说，人们将能够在自己方便的时候出行，同时享受高速列车和航空旅行的省时好处。"你可以在短短几个小时内从休斯顿到洛杉矶，或从休斯顿到纽约，而不是每小时75英里，而是每小时400英里。"

他说，当汽车或卡车在超导导轨上行驶时，燃料或电力消耗将急剧下降，减少成本和环境足迹。