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エネルギー損失を減らす次世代超伝導テープの新しい細線化技術

  • 寺西 亮 教授(工学研究院 材料工学部門)

超伝導テープ線材(REBCO線材)は、電気をほぼ損失なく流せる次世代エネルギー材料として注目されています。しかし交流で使用すると、磁場変化により大きなエネルギー損失(交流損失)が発生することが課題です。この損失を低減するためには、超伝導層を極めて細い線状に分割する「細線化」が有効です。
従来はレーザー加工による方法が主流でしたが、加工時の熱により超伝導特性が劣化する問題がありました。本研究では、薄膜成長前に基板表面へ非超伝導材料を微細パターン化する新しい細線化手法 Substrate-Encoded Filamentation(SEF)法 を開発しています。成膜時の結晶成長を利用することで、熱損傷なく超伝導部と絶縁部を面内に形成できます。

本技術は、従来にない極細線化と大幅な交流損失低減を同時に実現でき、将来の超伝導電力機器や核融合・高磁場応用への展開が期待されます。

従来のレーザー加工による熱損傷を受けないで細線化できる新しい手法
細線化(マルチフィラメント化)した超電導薄膜線材で形成されるケーブルのイメージ図