초전도선재 개발과 전망

전문가 제언

○ 초전도선재는 저항이 0이므로 대전류가 흘러 각종 전력기기에 응용하면 효율을 높일 수 있으며, 기기가 소형, 경량화 되고, 에너지절약형이어서 중요하다. 전력·에너지분야에 응용되는 초전도선재의 중요한 특성은 초전도전이온도 Tc, 상부임계자기장 Hc2 및 임계전류밀도 Jc이다. 초전도선재 개발은 높은 Tc와 Hc2를 갖는 초전도체에 대해 미세조직제어에 의해 Jc를 높이는 연구가 중심이 된다.

○ 실용화된 초전도선재는 Tc가 낮은 금속계의 Nb-Ti와 Nb3Sn과 Tc가 77K(액체질소의 끓는점)이상인 산화물초전도체인 비스머스계와 이트륨계 초전도체가 있다. MgB2는 Tc는 낮지만 금속계 초전도체여서 고온산화물에 비해 유리한 점이 많아 연구가 활발하다. 이 해설논문에서는 Nb-Ti와 Nb3Sn 저온초전도체, 비스머스계와 이트륨계 산화물초전도체, MgB2 초전도체의 선재화연구 현황과 전망에 대해 기술하였다.

○ 한국은 교육과학기술부가 지원하는 국가프로젝트인 21세기프론티어 연구개발사업의 하나로 “차세대 초전도응용기술개발사업”을 2001년부터 2010년까지 추진하였다. 이 과제는 한국전기연구원이 주관기관으로 산학연이 협력하여 수행하고 있으며, 구체적으로는 10km급 전류밀도 Jc 40㎄/㎠ 수준의 Bi-계 PIT선재의 상용화와 액체질소에서 사용가능한 km급 Jc 100㎄/㎠ 수준의 2세대 선재를 개발하여 이를 전력기기 개발에 응용하고, 초전도 전력시스템을 실현하는 것이다.

○ 전력기기에 사용하기 위해서는 높은 전류밀도를 가진 선재테이프의 제조가 선결조건이다. 선재는 제조과정, 기기제작, 냉각, 전자기력 등에 의한 열적, 기계적 힘에 견딜 수 있는 강도를 가져야하며 수백 내지 수천 A의 전류를 흘릴 수 있어야 한다. 고온산화물초전도체 중에서 현재는 Bi2Sr2Ca2Cu3Ox(Bi-2223)와 YBa2Cu3Ox(Y-123) 등을 예로 들 수 있다. 앞으로 2세대 고온초전도선재를 저렴하면서 고속·고성능으로 제조할 수 있는 기술을 확보하여 국제경쟁에 대처해야할 것이다.

저자

Hiroaki Kumakura

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2011

권(호)

80(5)

잡지명

應用物理

과학기술
표준분류

재료

페이지

392~396

분석자

이*희

분석물

• 초전도선재 개발과 전망.pdf [246,797 byte]

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