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초전도체는 무엇인가?
금속, 합금, 화합물 등이 특정 온도 이하로 냉각될 때 전기 저항이 0이 되는 물질을 말한다. 이는 내부의 자기장으로 공중에 뜨는 현상을 일으킨다.
영화 "아바타"
영화 "아바타"에서는 가장의 자원인 '언옵테늄'이 등장한다. 이 언옵테늄은 상온에서도 초전도성을 가진 매우 귀중한 자원으로 표현되며, 영화 속에서는 공중 부양하는 '섬'들의 원인물질로 나타난다. 이 물질이 지금 말하는 '초전도체'인 것이다.
최초의 초전도체
최초의 초전도체는 1911년 헤이커 카메를링 오너스가 저온에서 금속의 저항을 연구하던 중, 고체 수은에서 초전도 현상을 발견했고, 이후 납이나 주석과 같은 금속에서도 초전도 현상이 발견되었다. 이처럼 지금까지는 극저온이나 초고압 환경에서 연구되었다.
상온상압(일반적인 환경조건) 초전도체 발견 주장 LK-99
2023년 7월 22일 오후 5시경, 퀀텀에너지연구소의 이석배 대표가 주도하는 연구팀이 1개의 영상과 2개의 논문을 발표했다. 상온상합 초전도체라는 점이 가장 큰 특징이다.
이것이 사실이라면, 꿈의 초전도 현상이 110여년간 연구된 끝에 이루어진 돌파구인 것이다. 연구팀은 납과 구리, 인회석을 사용해 새로운 결정구조인 "LK-99"를 개발했으며, 이를 400K(127도) 조건에서 초전도 현상을 구현했다는 것이다.
초전도체의 중요성
초전도체는 전기 저항 없이 무손실 송전이 가능하므로, 에너지 효율을 대폭 향상시킬 수 있다. 그래서 지금까지와는 다른 시대로 세상을 바꿀 것이다.
상온상압 초전도체 개발이 가져올 변화
상온상압 초전도체가 개발되면 다양한 분야에서 혁신적인 변화를 경험할 것이다.
1.에너지 저장 시스템
상온상압 초전도체를 사용하면 초전도체는 전기를 흐르게 할 때 저항이 거의 없는 특성을 가지고 있어 에너지의 효율적인 저장과 전송에 사용될 수 있다.
2.의료 산업
상온상압 초전도체를 사용하면 초전도자성 공명영상(MRI) 장치에 적용하여 더 정확하고 높은 해상도의 이미지를 제공하여 의료 진단에 큰 도움을 줄 수 있고, 또한 가격이 X-ray 수준으로 떨어질 것이다.
3.우주산업
상온상압 초전도체를 사용하면 우주선 내부 전력 시스템의 가중치를 줄이고, 효율적인 전력 공급을 돕는데 활용될 수 있다.
4.자기 부상열차
상온상압 초전도체를 사용하면 영화 "아바타"에 나오는 '섬'을 하늘에 띄우는 것처럼, 자기 부상열차에 적용하여 높은 속도로 이동하는데 에너지 효율성과 안정성을 향상 시킬 수 있다.
5.핵융합
상온상압 초전도체를 사용하면 냉각 시스템과 저온 운전에 필요한 에너지 소모를 줄일 수 있어, 핵움합 발전의 경제성과 실용성을 높일 수 있다.
6.양자 컴퓨터
상온상압 초전도체를 사용하면 양자 컴퓨터의 안정성과 성능을 향상시킬 수 있다. 냉각장치와 기타 기술적인 제약을 크게 줄일 수도 있다.
7.전기 자동체 및 교통수단
상온상압 초전도체를 사용하면 전력 전달과 저장의 효율성이 대폭 향상되어, 전기 자동체와 교통수단의 주행 거리와 성능이 향상될 수 있다. 더 빠른 충전과 더 먼 운전 거리를 제공하는 차량들이 상용화될 수 있다.
8.농업 및 식품 산업
상온상압 초전도체를 사용하면 농작물 생산과 저장 시스템이 혁신적으로 발전할 수 있다. 더 효율적인 조명 시스템과 에너지 저장 시스템을 통해 농작물 생산성이 향상되고, 식품 보존 기술이 발전될 수 있다.
9.통신 기술
상온상압 초전도체를 사용하면 초정밀한 센서와 빠른 신호 처리 기술의 개발로 인해 무선 통신과 데이터 전손 속도가 크게 향상될 수 있다.
10.공학 및 건축
상온상압 초전도체를 사용하면 더 강력하고 경량의 재료가 개발될 수 있으며, 이를 토대로 건축물과 인프라의 구조물이 보다 안전하고 효율적으로 설계될 수 있다.