由日本科技廳（JST）主持領導的一項研究，近日宣布來自國家先進工業科技研究所（AIST）和國立材料研究（NIMS）的科學家們已經成功研制出了耐高壓真空電力開關并順利進行了試驗；該技術利用了金剛石半導體材料，目前尚屬世界首例。
       作為AIST機構以問題解決為導向的基礎性科研，該真空電力開關項目由來自AIST的高級研究科學家Daisuke Takeuchi和來自NIMS的首席研究員Satoshi Koizumi聯合研發。

       為實現將可再生能源并入日本國家電網系統并實現電網智能化，科學家們一直致力于電壓/電流/頻率可控制的緊湊型電力轉換裝置的研發。然而迄今為止，對于硅和類似材料制造出的電力開關來說，能承受高壓的超大型電力轉換裝置在實際應用中一直是一個技術瓶頸。研究者發現，真空中的耐受電壓要比固態半導體中耐受電壓更加優越；鑒于此，科學家們開始研究能夠提供超高耐受電壓、高效率緊湊型的真空電力開關。

       為了在電力開關中利用真空，研究者首先要解決如何利用電子發射設備使電流通過真空。試驗中科學家就發現，當金剛石表面涂覆了氫原子之后就可以自由的發射電子。因此，金剛石半導體在真空電力開關中就充當了電子發射源。在開關操作實驗中，工作人員發現當電壓達到10KV時，裝置能夠正常的起到電力開關的作用。鑒于這個實驗結果，研究者推測如果一個真空電力開關能承受100KV的電壓，那么在理論上，相比于原來尺寸十分之一的高壓轉換裝置就可以制造出來。

       采用該技術，日本可以充分利用海上風能發電在日本的諸多列島實現高效電能轉換，從而實現日本的新能源戰略。（編譯自” High-Voltage Vacuum Power Switch for Smart Power Grids: World's First Successful Power Switch Using Diamond Semiconductor”；翻譯：王現）