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초전도체 개발 실생활 변화 : 초전도 현상

경제언니 2023. 8. 2. 01:04

최근에는 상온초전도체가 이슈가 되고 있습니다. 고려대에서 검증되지 않은 논문을 게재하기 시작하면서 사건이 일파만파 커지고 있는데, 해당 물질의 이름은 LK-99로 불리고 있습니다.

초전도체는 인류가 꿈꾸는 물건 중 하나입니다. 이 물질을 통해 인류는 제 2의 도약을 할 수도 있을 것입니다.

초전도체가 무엇인지 개발이 된다면 앞으로의 실생활은 얼마나 달라질지 알아보도록 하겠습니다.

초전도 현상은 임계 온도이하의 초저온에서 전기 저항이 갑자기 없어져 전류가 장애 없이 흐르는 현상입니다. 이는 금속, 합금, 반도체, 유기 화합물 등에서 나타납니다.

초전도는 양자 역학적인 현상으로, 외부 자기장을 밀쳐내거나 전기 전류가 흐르는데 저항이 발생하지 않는 성질을 보입니다.

초전도는 다양한 물질에서 나타나며, 1986년에는 구리-페로브스카이트(perovskite) 계 세라믹 물질에서 임계 온도가 90 K(켈빈)을 넘는 고온 초전도체가 발견되었습니다. 이로 인해 초전도체 연구가 활성화되었고, 상업적 응용 가능성이 확대되었습니다.

[요약]

초전도 : 일부 물질이 특정한 아주 낮은 온도 이하에서 전기를 아무런 저항 없이 전달하는 현상입니다.
초전도의 특징
- 저항이 0이므로, 전류가 흐르면 전기 에너지를 잃지 않아 에너지 효율이 매우 높습니다.
- 외부의 자기장을 내부로 밀어냄으로써 자기장 방어 기능을 합니다.
- 각 초전도 물질마다 특정한 '임계 온도'가 있으며, 이 온도 이하에서만 초전도 현상이 나타납니다.
- 금속, 합금, 반도체, 유기 화합물 등 다양한 물질에서 초전도 현상이 관찰됩니다.

최근 고려대에서 상온초전도체 물질을 발견하여 일반적으로 논문을 올리는 아카이브에 올라오면서 이슈가 되고 있습니다. 논문에는 해당 물질을 이용하여 제작할 수 있는 레시피가 포함되어 있어 더욱 이슈가 되었습니다.

이 물질은 영하의 온도에서 작동하는 것이 아닌, 우리 일상에서 사용하는 온도인 20도에서 작동 가능합니다. 상온에서는 전기저항이 0에 가까운 조건이 생기기 때문에 현실적으로 실제 사용이 가능하다고 합니다.

이에 세계적인 과학자들이 이 방식에 대해 실험하고 있으며, 미래의 기술 발전에 대한 희망을 가지고 있는 국민들도 많습니다.

초전도 케이블을 사용하면 전기를 전송할 때 발생하는 저항에 의한 에너지 손실이 없습니다. 현재의 전력 전송 시스템에서는 긴 거리 전송 시에 상당한 에너지 손실이 발생하는데, 초전도 케이블을 사용하면 이러한 손실을 방지할 수 있습니다.

또한, 초전도 물질은 저항이 0이므로 에너지 손실 없이 전기를 전송할 수 있습니다. 이러한 특성 때문에 미래의 스마트 그리드 시스템에서는 초전도 케이블을 활용하여 효율적인 전력 분배와 저장이 가능할 것으로 예상됩니다.

초전도 기술을 활용한 자기부상 기차는 바퀴와 철로 사이의 마찰이 없기 때문에 더 빠른 속도로 운행될 수 있으며, 초전도 모터를 사용한 자동차는 더 효율적인 에너지 사용이 가능합니다.
근거 : 메이스너 효과로 인해 초전도 물질은 외부 자기장을 완벽하게 배제하므로, 자기부상이 가능합니다.
응용 가능성 : 미래의 교통 수단은 초전도 기술을 활용하여 더 높은 에너지 효율과 빠른 속도를 제공할 것입니다.

초전도 기술을 활용한 MRI는 높은 자기장 강도를 생성할 수 있어, 보다 선명하고 정확한 이미지를 얻을 수 있습니다.
근거 : 초전도 물질은 완벽한 자기장 배제 능력을 갖고 있어, MRI의 자기장 강도를 높일 수 있습니다.
응용 가능성 : 초전도 기술의 발전으로 인해, 보다 정밀한 진단이 가능해지며, 의료 분야에서 다양한 기기에서 활용 범위가 확대될 것입니다.