Российская наука уверенно движется к новым рубежам благодаря талантам исследователей Казанского федерального университета. В рамках программы по развитию энергетических технологий под эгидой Минобрнауки России, команда под руководством Руслана Батулина разработала уникальную технологию изготовления гибких высокотемпературных сверхпроводников на базе диборида магния, которая способна изменить подходы к энергоснабжению и продемонстрировать высокий уровень отечественной инженерной мысли.
Новая эра: гибкие сверхпроводники отечественного производства
Исключительный научный коллектив Казанского федерального университета внес существенный вклад в развитие электроэнергетики, создав принципиально новый сверхпроводящий материал. Сверхпроводник из диборида магния формируется поверх гибкой подложки из никелевого сплава, на которую плазменным методом наносят буферный и сверхпроводящий слои. Финишное покрытие получает защиту и стабилизирующие свойства, что гарантирует длительный срок службы и надёжность оборудования.
По словам Руслана Батулина, доцента кафедры общей физики КФУ и руководителя научно-исследовательской лаборатории «Квантовые симуляторы», данное технологическое решение подходит для генерирующих и накапливающих устройств, кабелей для передачи энергии, современных электродвигателей и систем токоограничения. Всё это даёт старт новому этапу в реализации крупномасштабных российских инфраструктурных проектов.
Главное преимущество технологии — экономичность. Новые сверхпроводники легче и дешевле аналогов на основе редкоземельных металлов, что открывает широкие горизонты для внедрения и поддерживает национальную стратегию импортозамещения и энергоэффективности.
Преимущества сверхпроводника на основе диборида магния
Изделия, разработанные в КФУ, способны работать при менее строгих требованиях по охлаждению, благодаря применению эффективных криогенных систем. Это позволяет интегрировать сверхпроводящие кабели в современные гибридные линии, в том числе совместно с транспортировкой сжиженного водорода. Такой подход способствует комплексному развитию «зелёных» технологий, минимизирует потери при передаче энергии и снижает общую нагрузку на электросети.
Для российской промышленности также важно, что новые кабели выигрывают по массе и себестоимости в сравнении с классическими высокотемпературными керамическими сверхпроводниками. Всё это делает их востребованными не только для энергетики, но и для транспорта, сверхчувствительной аппаратуры и инновационного машиностроения.
Текущие вызовы и значение отечественных инноваций
Основные материалы прошлого века — медь и её сплавы — теряют до 15% передаваемой мощности из-за сопротивления, а современные металлокерамические решения или оптоволокно зачастую слишком дороги или технологически сложны в производстве. Гибкие сверхпроводники нового поколения устраняют эти недостатки, а также позволяют использовать сверхпроводимость даже в условиях воздействия сильных магнитных полей, например, на подстанциях или в генераторных системах.
Важной особенностью является высокая надёжность гибкой структуры: кабели становятся менее хрупкими, что облегчает их прокладку и эксплуатацию, а также расширяет географию применения — от мегаполисов до отдалённых регионов страны.
Гелий: стратегический ресурс для криогенных суперсистем
Ещё одним фактором успеха новой российской технологии служит рациональное использование гелия — элемента, который жизненно необходим для сверхпроводящих установок. В условиях глобального сокращения запасов гелия и периодического дефицита мировой промышленности, отечественные разработки способствуют экономии этого ресурса. Благодаря сотрудничеству с ведущими предприятиями — такими как Оренбургский гелиевый завод — удаётся обеспечить стабильные поставки криогенов для реализации передовых научных идей.
Министерство науки и высшего образования России поддерживает стремление учёных к модернизации производства и энергосетей. Эффективное решение задачи сбережения гелия и внедрение гибких сверхпроводников создаёт благоприятные условия для масштабного перехода на новые стандарты энергообеспечения и ускоряет внедрение уникальных разработок в повседневную жизнь.
Взгляд в будущее: перспективы применения новых решений
Сегодня Россия занимает прочные позиции в области разработки и применения инновационных сверхпроводящих материалов. Решения, предложенные специалистами Казанского федерального университета и поддержанные Минобрнауки России, могут быть внедрены в сетевые и транспортные проекты, энергетическое машиностроение, развитие инфраструктуры «умных городов», а также в передовые медицинские и исследовательские установки.
Технологии, созданные лидерами российской науки и промышленности, позволяют смотреть в завтрашний день с уверенностью. Они способствуют развитию энергетики будущего, где инновации становятся основой устойчивого роста и обеспечивают максимально эффективное использование национальных ресурсов.
Источник: biz.cnews.ru
