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초전도체 동력 장비의 에너지 및 환경적 이점

전문가 제언: ○ 이 글은 초전도 기술의 역사, 전기 기기 및 연관 분야에서의 응용, 이에 따르는 경제적 및 환경적 이익에 대해 쉽게 이해되게 설명하였다. 분석자는 그 중 3장과 4장을 합쳐 한 장으로 하였고 환경적 이익을 설명한 4장 2절을 중요하다고 생각하여 독립된 장으로 만들었다.

○ 본문에서도 설명하고 있으나 여기에서 말하는 ‘고온’ 초전도체는 일반적인 개념에서 고온이 아니다. 초기에 발견된 초전도성이 나타나는 온도인 4K에 비하여 상대적인 고온일 뿐이다. 본문에서 나오는 100K도 실제 온도는 -173℃의 극저온에 속한다. 따라서 상온에서 초전도성을 보이는 물질이 발견된다면 그 효과는 과히 폭발적일 것이다.

○ 자기부상열차는 고속 교통수단이 될 수 있음으로 각국의 경쟁이 치열하다. 자기부상열차의 철로는 자석이며 극저온 냉동기는 열차 내에 있어 초전도체가 자석을 약 1㎝ 밀어낸다. 따라서 열차가 자석위에 떠서 달리게 된다. 다만 철로가 자석임으로 철 막대 등이 자석위에 붙어 있으면 사고를 유발할 수 있다. 따라서 사보타지를 방지하기 위하여 철로는 아주 높게 설치해야 한다. 본문에서는 언급이 없으나 우리나라도 대전에 있는 기계연구원에서 1990년도 중반 대전 엑스포 때 철로를 가설하고 성공적으로 자기부상열차의 시범을 보인바 있다.

○ 플라이휠 전력 저장 장치는 또 하나의 기대되는 기술이다. 전기는 전기 에너지 자체로 저장하는 것이 불가능하고 배터리 같이 화학적 에너지나 양수발전 같이 위치에너지로 전환해야 저장할 수 있다. 플라이휠은 전기에너지를 운동에너지로 전환하여 저장하는 방법이다. 잉여 전기가 있을 때 플라이휠을 모터로 가속하여 운동에너지를 저장하였다가 전기가 필요한 첨두시간에 이 모터가 발전기가 되어 플라이휠의 운동에너지로 발전을 하는 것이다. 이 기술은 초전도체가 아니라도 가능하다. 본문은 이 플라이휠의 베어링 부분에 초전도체를 사용하는 것으로 되어 있다. 최근에는 플라이휠을 가벼운 복합체로 만들어 우주선에 이용하는 아이디어도 나왔다. 우주선 발전 시 전기를 저장할 배터리보다 플라이휠이 훨씬 가벼워 추진력이 문제가 되는 우주선에서 매우 유용할 수 있으리라는 것이다.

저자: Robert A. Hawsey, Satoshi Morozumi
자료유형: 학술정보