초전도체가 뭐길래 이렇게 난리인가요?
커뮤니티에 초전도체 관련 글을 보다가 댓글들을 보니
사람들이 이게 정말 된다면 노벨상은 당연하고, 인류문명까지 바뀔정도라고 하는데요.
초전도체가 무엇인지 알려주세요.
안녕하세요. 이만우 과학전문가입니다.
우리가 가정에서 사용하는, 없으면 인간 생활이 불가능할 정도로 중요한게 '전기'인데요..
발전소에서 가정으로까지 보내는 전기는 중간 중간에 흘러오면서 많은 저항이 발생하여 실제 열손실이 발생한답니다.
이에, 초전도체라는 것은 이런 전기적 손실이 거의 없거나 아예 없는 물질을 말하는 것으로...즉, 전기저항이 없는 것
이라고 할 수 있습니다.
따라서..발전소에서 만든 전기를 다른 곳으로 이송시 이 초전도체를 활용한다면 100% 손실없이 전기를 활용할 수있죠
따라서..이런 초전도체 물질을 활용하여 전기를 보낸다고 생각했을때 전기적 손실을 비용으로 따지면 엄청나겠죠?^^
이런 초전도체에 대한 연구 및 노벨상 수상의 이력은 있지만 실 생활에 활용할 정도의 수준은 아니었답니다.
하지만..금번 상온상압 상태에서 최초로 초전도체를 구현해낸것입니다. 엄청난 기술이죠
만약, 이게 실횽화된다면 인류는 전기의 발열로 인한 전기손실 없이 실생활에 활용할 수 있게되는 것이죠
전세계 각 지역이나 발전설비,전송 설비, 사용자 환경등에 따라 차이는 있지만 실제 사용자까지 오기까지 전기 손실은
평균 약 2~10%정도의 손실이 발생한다고 하는데...이를 모두 세이빙 할 수 있다면 엄청나게 큰 기술혁명이라고
할 수 있겠죠.ㅎ
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
초전도체는 전기 전도성이 매우 높은 물질로, 전기를 전달할 때 에너지 손실이 거의 없다는 특징을 가지고 있습니다. 이러한 특성 때문에 초전도체는 전력전송, 자기공명영상 등의 분야에서 중요한 역할을 합니다.
초전도체가 이렇게 난리인 이유 중 하나는, 초전도체가 가지고 있는 고온 초전도 특성입니다. 예전에는 초전도체의 전기 전도성을 발휘하기 위해서는 매우 낮은 온도에서만 사용할 수 있었지만, 1986년에 고온 초전도체가 발견되면서 대부분의 초전도체가 상온에서도 전기 전도성을 발휘할 수 있게 되었습니다. 이로 인해 초전도체가 가지고 있는 잠재력이 크게 인식되었고, 다양한 분야에서 활용이 이루어지고 있습니다.
또한, 초전도체는 전기 에너지를 저장하고 방출하는 슈퍼컨덕터로서의 역할도 중요합니다. 슈퍼컨덕터는 전기 에너지의 흐름을 완전히 차단하지 않으면서도 에너지의 손실을 최소화할 수 있기 때문에, 대용량 전력의 저장과 이동에 매우 유용합니다.
초전도체는 매우 특수하고 현상이 놀라운 재료로, 저온에서 전기 전도가 완전히 없어지는 현상을 나타냅니다. 이러한 현상은 1911년 영국의 물리학자 헤이저에 의해 처음 발견되었고, 이후 초전도체는 많은 연구와 발전을 거쳐 현대 과학과 기술의 중요한 영역으로 자리잡게 되었습니다.
초전도체의 주요 특징과 중요성은 다음과 같습니다:
영전도성(Zero Resistance): 초전도체는 특정 온도 이하로 냉각되면 전기 저항이 완전히 사라집니다. 즉, 전기 전류가 자유롭게 흐르기 때문에 에너지 손실이 없습니다. 이는 전력 송전 시스템에서 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
메이신 효과(Meissner Effect): 초전도체는 자기장을 완전히 배제하고 내부로 쫓아내는 현상을 나타냅니다. 이는 자기장을 이용한 다양한 기술과 응용에 중요한 역할을 합니다.
크리티컬 온도: 초전도체는 일정 온도인 크리티컬 온도 이하에서만 초전도 상태가 유지됩니다. 이를 유지하기 위해 액체 헬륨과 같은 매우 낮은 온도로 냉각해야 합니다. 이로 인해 초전도체를 활용하는 기술은 비용이 높고 기술적으로 복잡합니다.
초전도체의 이러한 특성은 다양한 분야에 적용되고 있습니다. 전력 전송, 자기 공진 현상을 이용한 초전도자기공진기(MRI) 등 의료 분야, 심파사이클론(Synchrocyclotron) 등 입자 가속기 기술, 미래의 고속 전기 자동차 개발 등 다양한 분야에서 초전도체의 응용과 연구가 활발하게 이루어지고 있습니다. 그러나 현재까지도 초전도체를 상용화하는 데에는 기술적인 한계와 비용적인 문제가 있기 때문에, 이를 극복하는 노력과 연구가 지속적으로 이루어지고 있습니다.