Деятельность компании «СуперОкс» направлена на разработку новых решений для современной энергетики и транспорта на основе высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) – самой динамично развивающейся отрасли сверхпроводимости, характеризующейся среднегодовым ростом свыше 35%.

Практическое применение сверхпроводимости всегда было связано с созданием высокого магнитного поля – за счет отсутствия потерь и высокой плотности тока у сверхпроводников в этом нет альтернативы. Большинство магнитно-резонансных томографов и ускорителей элементарных частиц содержат в себе обмотки из т.н. низкотемпературных сверхпроводников (НТСП) на основе ниобия. Из НТСП изготовлены обмотки экспериментального термоядерного реактора ITER (токамак), стоимость создания которого оценивается сейчас в 22 млрд. долл.

Новые рыночные возможности появились с открытием высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП). Это материалы на основе оксидов, за открытие которых была присуждена Нобелевская премия по физике 1987 года. Технология создания проводов на основе ВТСП была создана в 2000-х годах, а в значительном количестве эти материалы стали производиться в 2010-х. Преимущества ВТСП заключаются в кратно сниженных требованиях к вспомогательным системам (криогенному охлаждению), более высокой токонесущей способности, включая стойкость к сверхсильным магнитным полям, а также в способности передавать переменный ток с частотой 50 Гц и выше. ВТСП-провода сегодня являются самым совершенным материалом для передачи электрического тока.

Рост рынка сдерживается ограниченным объемами производства и высокой ценой ВТСП-провода. Однако, за прошедшее десятилетие объем выпуска ВТСП-провода вырос в 10 раз, а рыночная цена снизилась с 600 до 150-250 $/килоАмпер*метр. Научный задел, накопленный за тридцатилетнюю историю ВТСП, обеспечивает все возможности для поддержания этой динамики в ближайшее десятилетие.

По мнению Международной энергетической ассоциации (IEA) достижение уровня рыночной цены на ВТСП-провод порядка $50/килоАмпер*метр открывает для ВТСП-оборудования новые глобальные рыночные ниши. Экспертный консенсус состоит в том, что до 2025 года будет организовано серийное производство электросетевого ВТСП-оборудования, а к 2030 году будет достигнуто широкое проникновение в рынок.

Компания «СуперОкс» занимает прочные позиции в области создания ключевых технологий ВТСП-оборудования и активно действует в новых рыночных сегментах, включая изготовление оборудования для электроэнергетики, систем электродвижения и высокополевых магнитов различного назначения.

Токоограничивающие устройства (ВТСП ТОУ) являются одним из наиболее востребованных направлений для большой электроэнергетики. Это новое оборудование, не имеющее прямых аналогов. ВТСП ТОУ дают электроэнергетическим компаниям новые возможности в области строительства сетей, обеспечивая эффективную защиту от токов короткого замыкания, позволяя объединять крупные участки энергосети и повышать пропускную способность. ЗАО «СуперОкс» сегодня является мировым лидером: первое высоковольтное ВТСП ТОУ введено в эксплуатацию в 2019 году на московской подстанции «Мневники». Планы компании на ближайшие годы включают в себя масштабирование технологии в России и выход на мировой рынок.

Электрические силовые кабели на основе ВТСП позволяют снизить потери при передаче электроэнергии, при этом занимают в разы меньше места, не являются источниками тепла и электромагнитного излучения. Эти свойства обуславливают перспективы для применения ВТСП-кабелей в городах и промышленности. Фактически, внедрение ВТСП-кабелей в крупных энергосистемах уже ведется, такие кабели действуют в Германии, Корее, США, Японии. Первый российский ВТСП-кабель будет построен в Санкт-Петербурге АО «НТЦ ФСК ЕЭС». «СуперОкс» разрабатывает технологии компактных ВТСП-кабелей, в частности для систем электродвижения.

Системы электродвижения на ВТСП позволяют существенно улучшить характеристики современного транспорта. Системы электродвижения, включающие в себя ВТСП-двигатели, генераторы, кабельные системы, накопители энергии и системы защиты, позволят кратно повысить топливную эффективность, снизить шум и заметность, улучшить динамику. Первоочередными направлениями внедрения являются авиация и судостроение – отрасли, в которых вес и габариты силовой установки играют решающее значение. «СуперОкс» в сотрудничестве с компаниями-партнерами принимает участие в разработке и испытаниях ключевых компонентов для этой технологии.

Долговременные перспективы применения открываются для ВТСП в области создания электромагнитов c высоким полем. ВТСП-магниты задают новые стандарты качества в самых разных областях:

• ускорительная техника (в т.ч. медицинского назначения) и коллайдеры,
• компактные установки управляемого термоядерного синтеза – токамаки, магнитные ловушки и стеллараторы,
• накопители энергии: индуктивные и кинетические,
• индуктивные нагреватели для производителей алюминиевого профиля,
• магнитные сепараторы для горно-обогатительных комбинатов,
• магнитно-резонансная томография высокого разрешения,
• ЯМР-спектрометрия с рекордным уровнем быстродействия,
• магнитно-левитационный транспорт.

Компания развивает технологии применения ВТСП в магнитах. В середине 2010х годов компания завершила цикл разработки, изготовления и испытаний ВТСП-магнита для электроракетного двигателя высокой мощности для космической техники. Для создания тяги этот двигатель использует в 10 раз меньше топлива (по массе), чем «химические» реактивные двигатели. Рекордных характеристик созданного ЭРД удалось достичь только благодаря новым сверхпроводниковым технологиям, разработанным в «СуперОкс».

Развивая магнитные технологии, в 2022 году компания разработала и изготовила сверхпроводящий магнит с рекордным в России магнитным полем 20 Тл.

Создание и развитие данных решений для электроэнергетики и транспорта обеспечивает выполнение стратегии компании - коммерциализации экологичных и энергоэффективных технологий.