高温超导电气设备搭上成果转化东风

发布时间: 2024-08-14 14:33:06 来源：科技日报

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超导体在某一温度以下兼具绝对零电阻和完全抗磁性的特性，这种神奇的特性让它在磁悬浮列车、医疗设备和电力运输领域都能大显身手。

此前，北京交通大学电气工程学院教授方进团队研制出世界上第一个全尺寸6.6兆瓦的超导车载牵引变压器，成果通过中车集团和科技部专家验收。这种变压器的变电效率高达99.5%，重量和体积仅有传统变压器的一半。“一列高铁有两台变压器，如果应用超导车载牵引变压器，一台变压器一年可以节省电费150万元。”8月13日，方进向记者算了笔账，“一列高铁的运行周期有20年以上，从经济上来说大有前景。”

牵引变压器是整个牵引变电系统的“心脏”，它可以将电力系统高压输电线送来的电压，转换为适合电力机车使用的电压，为电力机车供电。

超导车载牵引变压器的研制成功，并非一蹴而就。方进团队先后承担了国家级和企业项目40多项，在一步步的科研攻关中，才摸清技术、材料、工艺的关窍。

重大科研项目牵引奠定产业化基础

超导应用范围广泛，但要将超导用于电气领域，实现产业化发展，仍有不少制约因素。其中比较棘手的，就是杜瓦材料。

方进举起手边的热水壶，指着它的瓶体介绍：“这就是杜瓦。”杜瓦其实是一种绝热容器，带有真空夹层。非金属杜瓦，也是我国高温超导电气领域产业化的“卡脖子”因素之一。

凡是使用交流电的设备必须用非金属杜瓦，否则会形成涡流，能耗很大。非金属杜瓦用高性能复合材料，具有高致密性、高强度、绝缘轻质等优良特性，可满足电力、航空、航天等行业特殊部件的应用要求。

2008年在做科研项目时，方进就接触了非金属杜瓦。此后，方进团队也做了其他不同类型的超导电机非金属杜瓦。如何提高机械强度，如何满足不同应用场景需求，如何保证更长时间的真空度，如何减轻重量……因为“一直做”，方进逐渐摸清了非金属杜瓦的“脾气”。团队攻克了薄壁高强度非金属杜瓦技术，克服现有材料真空度保持时间短的不利因素，使其真空度能保持10年，强度比现有材料提高80%，厚度还可减小到0.2毫米。

为解决产业化生产问题，方进团队又引进新西兰非金属杜瓦材料制造的全套工艺和部分工艺设备，自主开发超导磁体检测及制造的关键工艺设备，并组成自动化生产线。

这样一来，团队具备了超导电气系统整机研制能力，继而攻克非金属杜瓦技术，扫清了超导应用障碍，引进海外技术也解决了非金属杜瓦的生产和制冷问题。

此前，经过多年的技术研发，团队已经完成超导电缆、超导磁储能装备、超导飞轮储能系统、超导磁悬浮推进装备的样机研制，具备了产业化基础。

一切已经“万事俱备”。

学校地方政府支持技术开展产业化推广

“东风”，就是科技成果转化。

2023年5月25日，经北京交通大学批准，由北京交通大学及方进创业团队以知识产权出资3亿元，在天津市武清开发区设立了天津北交智通超导电气科技有限公司。

2023年8月份，天津市科技局及天津市政府基金投资，将方进团队高温超导电气设备技术、高端功能性复合材料杜瓦（非金属杜瓦）技术进行产业化推广。

能实现转化，也得益于学校的支持。方进团队的项目，是学校知识产权与技术转移中心重点关注的项目。该中心副主任王欣告诉记者，近年来，学校响应国家需要，积极支持教师进行科技成果转化，相关职能部门也充分配合，提高科技成果转化效率。

北京交通大学成立了知识产权与科技成果转化工作领导小组，校长任组长，分管科技、资产的校领导任副组长；设立了专门的知识产权与技术转移中心，开展专业化服务。

一方面，北京交通大学打通科技成果转化全链条；另一方面，在利益分配的机制设计上，最大限度提高老师收益比例。同时，在评价考核、职称评定和人才计划中，北京交通大学充分体现鼓励转化的理念，实施分类评价，让老师在适合自己的赛道上找到位置。

方进团队的超导电气设备项目，知识产权与技术转移中心“跟踪”了好几年，他们鼓励方进进行转化。因为，如果成果就停在这里，太可惜了，应该“推一把”。

“我们做得早，有近20年的积累。在多个国家级重大科研项目引领下，我们的技术也从幼稚走向成熟，从实验室走向产业化。”方进说，科研项目的成功、评委专家的认可，也给了他追求产业化的底气。

“知道我们要把高温超导电气设备技术和非金属杜瓦技术进行产业化推广后，很多人都很高兴，他们都觉得很需要。”方进发现，成果转化，是面向国家重大需求的另一个赛道。