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$中国中车(SH601766)$ 2 月 16 日消息,中国中车高电导率铜基复合材料“超级铜”近期现身央视新闻《焦点访谈》栏目,该材料由中车研究院与上海交通大学张荻团队联合研发,利用石墨烯极佳的导电性和力学性能与铜材料片堆叠,制成一种新型的复合材料 ——“超级铜”,实现了石墨烯和铜的优势互补。
世界上唯一可以量产的高导电金属复合材料超级铜试验证此前已初步完成,基于应用验证的仿真计算中替换超级铜材料,可以将 20KW 电机铜耗降低 12.33%。经过实验验证,超级铜的导电性能超过银 10%。如果全国 10% 的电机都用上这种“超级铜”材料,那么一年可以节省出 180 多亿度电,相当于节省出一个葛洲坝电站(2022 年葛洲坝电站完成发电量 174.34 亿千瓦时)。目前该高电导率铜基复合材料“超级铜”已完成中试验证,验证了超级铜的量产可行性,实现了小批量生产。中车研究院将继续推进“超级铜”发展进程,加大基础研发投入,加快批量化产业制造进程。#新质生产力# #新能源汽车# #中国中车#
中车超级铜,作为一种具有超高导电性能的铜基复合材料,其应用场景非常广泛,涵盖了工业驱动、新能源、高端应用以及电力行业等多个领域。以下是超级铜的一些主要应用场景:
1. **工业驱动领域**:
- **电机**:超级铜可以用于制造高效率的电动机,通过提高导电性能,减少电机的铜耗,从而提升能效。
- **变压器**:在变压器的制造中使用超级铜,可以减少能量损耗,提高变压器的性能和效率。
2. **新能源领域**:
- **新能源汽车**:超级铜可以应用于新能源汽车的电动机和电力系统,提高整车的能源利用效率。
- **风力发电**:在风力发电机中使用超级铜,可以提高发电效率,减少能量损耗。
- **光伏发电**:超级铜在光伏发电系统中的使用,可以提升系统的导电性能,增加发电效率。
- **核电**:在核电站的电力传输和控制系统中,超级铜的使用有助于提高安全性和效率。
3. **高端应用领域**:
- **通讯芯片**:超级铜的高导电性能使其在通讯芯片的制造中具有潜在应用,可以提高信号传输的速度和质量。
- **工控芯片**:在工业控制芯片中,超级铜可以用于提高芯片的性能和可靠性。
4. **电力行业相关领域**:
- **电力电缆**:超级铜可以用于制造电力电缆,提高电缆的导电性能,减少输电过程中的能量损失。
- **电气柜**:在电气柜的制造中使用超级铜,可以提高电气设备的效率和安全性。
据估计,如果全国10%的电机都替换为使用超级铜的电机,每年可以节省约185亿度电,这相当于葛洲坝电站一年的发电量。这样的节能效果对于实现国家“碳达峰”和“碳中和”的战略目标具有重要意义,同时也为中车科技创新发展注入了新的动力。

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超级铜与传统铜材料相比,在导电性能上有显著的提升。根据搜索结果中的信息,超级铜的导电性能甚至超过了银,这是由于它利用了石墨烯极佳的导电性和力学性能与铜材料片堆叠制成的新型复合材料。具体来说,超级铜的导电性能超过了自然界中导电性最好的银约10%。
在实际应用中,这意味着超级铜可以在相同的电流负载下减少热损耗,提高电机的效率和性能,减少能量在传输过程中的损失,提高能量传输效率。这种性能的提升对于新能源汽车、电机、电力传输和许多其他需要高导电性材料的领域来说,都是一个巨大的进步。
传统铜材料虽然已经是目前最主要的导电材料之一,但其导电性能仍有物理极限。超级铜的研发突破了这些限制,通过结合石墨烯的导电特性,实现了导电性能的显著提升。这种材料的量产可行性已经通过中试验证得到验证,并已实现小批量生产。随着技术的进一步成熟和量产,超级铜有望在未来实现更广泛的应用,并在多个行业中替代传统铜材料,特别是在对导电性能要求极高的应用场景中。