1月26日,中国科学院物理研究所重磅发布《2025年度REBCO高温超导带材战略研究报告》。该报告系统且全面地梳理了稀土钡铜氧(REBCO)高温超导带材在全球范围内的研发、产业化以及应用现状,同时精准提出了该领域面临的十大关键科学技术问题,为高温超导材料迈向大规模应用绘制了清晰的路线图。

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超导材料,作为一种具备零电流阻力且能抵抗磁铁磁力的特殊材料,在众多前沿科技领域展现出了巨大的应用潜力。在可控核聚变装置中,超导材料可助力实现稳定、高效的能量约束与控制,为人类获取近乎无限的清洁能源带来希望;在磁共振成像领域,它能够显著提升成像的清晰度和精准度,为医疗诊断提供更有力的支持;在超导电缆方面,超导材料可大幅降低电力传输过程中的能量损耗,提高能源利用效率。而在众多超导材料中,以REBCO为代表的高温超导材料,因其制备成本相对较低,成为了当前超导技术研究和应用的核心焦点之一。
目前,REBCO高温超导带材已经踏入商业化初期阶段。然而,这一阶段的发展并非一帆风顺,其性能仍有很大的提升空间。尽管已经在一些领域开始了初步应用尝试,但距离真正实现大规模、高效率的应用还面临着诸多挑战。
此次发布的报告中所提出的十大关键问题,并非凭空臆想,而是源于对产业链从研发端到应用端的深入调研。研究团队通过逐层剖析REBCO高温超导带材的结构,犹如抽丝剥茧一般,精准找出了每一层材料需要攻克的具体方向。例如,“如何大幅提升合金基带的屈服强度与疲劳耐受性以满足高场应用需求”,这一问题直接指向了合金基带在高场环境下性能提升的关键瓶颈。在可控核聚变等高场应用场景中,合金基带需要承受巨大的磁场力和复杂的应力环境,如果其屈服强度和疲劳耐受性不足,就会导致带材损坏,影响整个装置的正常运行。“如何突破各缓冲层材料在电学和热学性能方面的固有局限性”,缓冲层作为REBCO高温超导带材结构中的重要组成部分,其电学和热学性能直接影响着超导带材的整体性能。只有突破这些固有局限性,才能让超导带材在更广泛的温度和电场条件下稳定工作。
中国科学院院士、中国科学院物理研究所所长方忠在报告中表达了殷切期望。他希望通过揭示这些核心科学技术问题,能够汇聚产学研用各界的创新力量。高校和科研机构可以发挥其在基础研究和前沿技术探索方面的优势,深入开展相关理论研究和技术攻关;企业则可以凭借其强大的工程化能力和市场导向,将科研成果快速转化为实际产品,并推动其产业化应用;政府部门和相关行业协会可以通过制定政策、搭建平台等方式,为产学研用的协同创新提供良好的环境和支持。各方形成合力,协同突破这些关键问题,共同推动高温超导材料走向大规模应用。
《2025年度REBCO高温超导带材战略研究报告》的发布,为我国乃至全球高温超导材料的发展提供了重要的指引。随着各界的共同努力,相信REBCO高温超导带材将在不久的将来迎来大规模应用的春天,为科技进步和社会发展注入强大动力。

