초전도체란? 뜻과 정의 특징 및 활용 용도

 

최근 국내 연구진이 상온 초전도체를 개발했다는 내용이 기사화되어 관련 주식이 연일 상한가를 치고 있습니다. 오늘은 이 초전도체란 무엇인지와 어디에 사용될 수 있는지에 대해서 알아보겠습니다.

 

초전도체란 무엇인가? 뜻과 정의

초전도체란 극저온에서 전기 저항이 완전히 없어지는 물질을 말하며, 저항이 없다는 것은 많은 전류를 에너지소모없이 빠르게 전달할 수 있다는 것으로 엄청나게 빠른 속도의 배터리 충전이 가능해지는 것입니다. 일반적으로 도체의 경우 온도가 증가하면 전기 저항이 증가하여 전류의 흐름에 있어 많은 에너지 소모가 발생하는데, 온도를 낮추게 되면 저항이 작아지는 특성이 있어서 전류가 잘 흐르게 됩니다. 여기서 온도를 극저온으로 낮추게 되면 저항이 내려가다가 결국 0에 가까워지는 현상을 보이는데 이것을 초전도 현상, 초전도체 상태라고 합니다.

 

초전도체의 형성 조건

초전도체는 온도만 낮아서 만들어지지는 않고 다음의 3가지 조건을 만족하여야 합니다.

1. 온도가 임계 온도보다 낮아야 한다.

2. 자기장이 임계 자기장보다 낮아야 한다.

3. 전류가 임계 전류보다 낮아야 한다.

 

초전도체의 활용 용도

1. 자기부상열차

자기 부상의 원리는 같은 극끼리 밀어내는 자석의 원리를 이용하는 것인데, 열차를 띄울 정도의 가장 힘을 구현하려는 엄청난 전기를 빠른 속도로 흘려야 하는데 이때 발생되는 발열이 엄청나게 커서 현실성이 없다는 것이 지금까지의 한계점이었습니다. 하지만 초전도체를 이용하면 저항과 발열이 없으므로 앞선 문제점이 사라지는 것입니다.

2. MRI(자기 공명장치)

높은 자기장을 이용해 몸속의 수소 이온의 분포를 찍는 장비로 현재는 액체 질소로 냉각된 전자석을 사용하고 있으나, 초전도체를 활용한다면 더 작고 강한 MRI장치를 만들 수 있다고 합니다.

3. 대전류 지하 송전 케이블

전선을 초전도체로 만들면 기존에 열로 손실되는 20% 에너지를 보존할 수 있어 열 손실 없는 송전이 가능하게 됩니다.

 

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