来源：科技日报

科技日报记者 陆成宽

1月26日，中国科学院物理研究所正式发布《2025年度REBCO高温超导带材战略研究报告》。这是国际首个聚焦高温超导带材发展的战略研究报告，全面梳理了稀土钡铜氧（REBCO）高温超导带材在全球范围内的研发、产业化与应用现状，并首次凝练提出了该领域亟待解决的“十大关键科学技术问题”，为推动高温超导材料实现大规模应用提供了清晰路线图。

超导材料具有零电阻和完全抗磁性的独特性质，被视为21世纪极具战略价值的前沿材料，在能源、交通、医疗、科研等领域展现出广阔应用前景，是支撑未来科技突破与产业升级的重要基石。

然而，传统超导材料通常需要在极低的液氦温度（-269℃）下工作，制冷成本高昂且依赖稀缺的氦资源，这限制了其大规模应用。过去几十年里，超导技术的应用一直局限于大型科研装置和高端医疗设备等少数领域。REBCO高温超导材料的出现改变了这一局面。该材料的临界温度高于液氮温区（-196℃），制冷成本显著降低，同时在高磁场下仍能保持优异的电流承载能力，为实现更广泛的实际应用奠定了基础。

报告显示，2006年实现商业化制备以来，REBCO高温超导带材已在磁约束核聚变、高端医疗成像、大型科研装置及超导电力设备等多个重要领域展现出巨大潜力。整体看，REBCO带材的应用主要集中在两大方向：电力系统与磁体系统。

在电力系统中，REBCO带材主要用于超导电缆和以故障限流器为代表的超导电力装备。超导电缆能在液氮温区实现大容量、低损耗输电，特别适用于城市电网升级与扩容；故障限流器则可迅速抑制电网短路电流，提升电网安全性与稳定性。

在磁体系统中，REBCO带材基于其强磁场下载流能力强的优势，可应用于核聚变装置、高场磁共振成像、超导电机等高端装备。这类应用对材料的机械强度、疲劳特性及运行稳定性提出了极高要求。

尽管REBCO带材已步入商业化初期，但其整体性能仍有很大提升空间。该材料是一种由合金基带、缓冲层、超导层和稳定层组成的多层复合结构，未来发展需系统推进材料、工艺与应用的协同创新。

“具体而言，针对超导层，需优化内部结构以增强其在磁场中的载流能力；围绕基带、缓冲层和保护层，要着力改善强度与韧性的平衡、结构传导效率以及层间界面结合等问题；同时，必须发展可规模化、一致性高的制备工艺，实现带材的低成本、批量稳定生产，从而满足各领域日益增长的规模化应用需求。”中国科学院物理研究所副所长程金光说。

值得关注的是，报告还首次系统凝练出阻碍REBCO带材走向大规模应用的十大关键科学技术问题。“这十大关键问题源自我们对产业链从研发到应用的全链条深入调研。我们通过逐层剖析REBCO带材的结构，找出每一层材料的性能瓶颈与层间匹配难点；同时对照核聚变、超导电网等国家重大需求，分析现有材料与实际应用之间的差距，从而明确了从‘能用’到‘好用’所需攻克的具体方向。”中国科学院物理研究所所长方忠院士说。

“这份报告的发布，为中国高温超导领域明确了关键攻关方向与实施路径。”程金光说，“我们希望通过揭示这些核心科学技术问题，汇聚各界创新力量，协同突破，推动我国在高温超导领域实现从跟随到并行、最终迈向引领的跨越。”