이트륨계 고온초전도 선재의 개발과 응용 현황

전문가 제언

○ 구리산화물 고온초전도체(HTS: High-Temperature Superconductor)가 발견된 지도 이제 20년이 넘었다. 그럼에도 불구하고 발견 초기에 예상되던 꿈같은 응용은 아직도 가능성으로만 남아 있다.

○ HTS를 실용화하는 데 가장 큰 걸림돌은 선재 제조이었다. 전력기기와 같은 경제적 파급효과가 큰 분야에 응용하기 위해서는 선재가 필수적인데, 세라믹인 HTS를 ㎞급의 선재로 제조하기가 어려웠다.

○ 10여 년 전에 PIT(powder-in-tube)법으로 ㎞급의 Bi-계 초전도선재 개발에 성공하였다. 1세대(1G) 선재로 불리는 Bi-계로 초전도 전력케이블을 비롯하여 변압기, 모터 등의 시제품을 제작하고 실제 전력계통에 연결한 시험에도 성공하였다.

○ Bi-계 선재는 은(銀) 시스를 사용하므로 가격이 비싸고 자기장을 가하면 특성이 급격히 저하하는 문제가 있다. 그래서 새로 개발된 선재가 2G 코팅도체(CC: Coated Conductor)로 불리는 Y-계 테이프이다. Y-계 초전도체는 단결정 수준의 박막이면 특성이 Bi-계보다 월등하며 재료의 가격도 저렴하다. 그러나 장선 제조는 훨씬 문제가 많다.

○ 미국과 일본이 국책과제로 2G 선재 제조에 매진한 결과로 여러 가지 혁신적인 기술이 개발되었다. 이제는 500m 길이에서 임계전류가 300A/㎝인 테이프를 제작하는 수준에 도달하였다. 2G 선재를 사용하여 케이블, 변압기, 모터, 한류기 등을 제작할 수 있는 단계에 도달하였다.

○ 초전도기술은 대표적인 그린 에너지기술이므로 지구온난화와 같은 글로벌 어젠더에서 각광을 받을 수 있다. 아직도 넘어야 할 산이 많지만 근본적인 문제는 해결되었다고 사료된다.

○ 우리나라는 지난 10년간 ‘차세대 초전도 응용기술 개발사업’을 국책과제로 선정하여 전기연구원을 중심으로 산학연이 공동연구를 수행한다. 2G 선재 개발도 일부 추진 중이다. 세계적으로 Y-계 선재가 상용화된 경우를 대비한 응용연구에 초점을 맞추는 것이 바람직하다.

저자

Teruo Izumi

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2010

권(호)

79(1)

잡지명

應用物理

과학기술
표준분류

재료

페이지

14~19

분석자

박*철

분석물

• 이트륨계 고온초전도 선재의 개발과 응용 현황.pdf [367,436 byte]

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