에너지 절약을 위한 초전도선재의 현황과 과제

전문가 제언

○ 초전도체가 발견된 지 100년이 넘었고 액체질소의 비등점보다 높은 임계온도를 가진 구리산화물 고온초전도체(HTS)가 발견된 지도 어느덧 30년에 가깝다. 하지만 전기저항이 전혀 없어 전기를 사용하는 모든 분야에 이용이 가능한 이 “꿈의 소재”의 응용은 우리 주위에서 찾아보기 힘들다. 본 논문에서는 HTS 발견 초기부터 Bi계 고온초전도선재 개발과 응용에 선도적인 역할을 한 일본 Sumitomo Electric Inc.의 Sato kenichi박사의 HTS선재의 응용현황과 전망을 소개한다.

 

○ 1세대 선재로 불리는 Bi계 선재, 특히 (Bi, Pb)2Ca2Cu3O10+x (Bi-2223)는 가장 먼저 상용화되어 고자기장 자석의 전류 리드, 전력케이블, 선박용 모터의 시제품 제작에 이용되었다. 대표적인 예는 유럽 원자핵연구소의 입자가속기(LHC)에 전류 리드로 사용되어 에너지 절약과 힉스(Higgs)입자 발견에 기여한다.

 

○ HTS기술의 특징은 종래의 기술로는 극복할 수 없는 에너지문제와 환경문제를 해결할 가능성이다. 환경오염이 없는 태양광발전이나 풍력에너지를 사막과 같은 오지에서 생산하여 대도시로 장거리 송전에 초전도 직류 전력케이블이 사용될 수 있다. 이미 포화상태인 대도시의 지하 송전시설과 변전소의 대체, 초전도 자동차, 더 간편한 자기공명영상기기(MRI), 데이터센터의 소비전력 절감 등을 HTS기술로 해결할 수 있는 시대가 올 것이다.

 

○ 고온초전도 선재 중에서 ReBa2C3O7-x(ReBCO; Re는 희토류 금속)는 미국에서 발견되고 Bi계는 일본에서 발견된 것과 무관하지 않게 Bi계 HTS의 선재와 응용은 일본이 선도한다. 미국은 에너지부(DOE)에서 주관하는 초전도선재개발과 응용도 2세대(2G)라고 부르는 ReBCO선재에 주력한다. HTS 발견 이후에 초전도기술 경쟁에 참가한 국가 중에는 한국과 중국이 있다. 희토류 자원이 많은 중국은 꾸준히 연구를 수행하지만 아쉽게도 우리나라는 국책과제인 “차세대 초전도 응용기술 개발”이 10년간 수행된 이후에 휴면상태이다. 미래의 에너지와 환경문제를 해결할 초전도기술에 정부와 기업에서 관심을 갖기를 기대한다.

저자

Sato Kenichi

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2013

권(호)

82(7)

잡지명

應用物理

과학기술
표준분류

재료

페이지

556~565

분석자

박*철

분석물

• 에너지 절약을 위한 초전도선재의 현황과 과제.pdf [212,275 byte]

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