상온 초전도체 퀀텀에너지연구소 LK-99 실현 가능성? 초전도케이블과의 차이
초전도체 - 전기저항이 0인 혁신적인 물질
지난해 여름, 국내 시장을 뜨겁게 달궜던 테마 중 하나가 바로 초전도체, 그 중에서도 상온 상압 초전도체였습니다. 일반적으로 상온 초전도체로 알려져 있는데, 정확하게는 상온 상압 초전도체가 맞습니다. 그 이유는 후술하기로 하고, 그럼 초전도체라는게 도대체 뭘까요? 상온상압을 빼고 그 부분만 먼저 설명드리자면, 많은 이들이 워낙 이슈가 많이 되었기 때문에 이미 알고 있기는 하지만요. 초전도체는 전기저항이 0인 물질인데, 이러한 특성이 어떤 의미를 가지며 왜 중요한지에 대한 궁금증이 여전히 많습니다.
초전도체의 두 가지 주요 특성
초전도체는 크게 두 가지 중요한 특성을 가집니다. 첫 번째는 앞서 언급한 바와 같이 전기저항이 0으로 떨어지는 것이고, 두 번째는 내부로 침입하는 자기장을 외부로 밀어내는 특징입니다. 이 두 가지 특성을 통해, 초전도체는 전력 손실 없이 전류를 전달할 수 있는 능력을 가지게 됩니다.
전기저항 0인 현상의 의미
현재 사용되는 전력 케이블은 주로 구리나 알루미늄과 같은 금속 도체로 만들어집니다. 이러한 물질들은 고유의 저항을 가지고 있어, 전기를 완전히 흘려보내지 못하는 현상이 발생합니다. 그러나 초전도체에서는 전기저항이 0이므로 이러한 손실 없이 전류를 100% 전달할 수 있습니다. 이는 고출력 모터 제작, 핵융합 발전기 사용 등 다양한 분야에서 혁신을 가능하게 합니다. 현재는 저온의 상태에서 마이스너 효과를 보여주는 액체 질소로 냉각된 물질 위에서 띄울 수 있습니다. MRI 등에서 사용됩니다.
옴의 법칙을 넘어서
전류의 세기가 전압에 비례하고 저항에 반비례한다는 옴의 법칙은 초전도체에서는 적용되지 않습니다. 초전도 현상은 기존 물리 법칙과는 다른 새로운 현상으로, 저온 초전도체의 발견은 물리학자들에 의해 증명되어 노벨상까지 수상했습니다. 그렇지만 상온 + 상압 초전도체 연구는 계속되고 있으며, 이는 본질적으로 다른 문제입니다.
상온 초전도체의 발견
상온 초전도체는 이미 발견되었고, 주로 수소 화합물을 기반으로 합니다. 이 물질들은 영상 15도와 같은 상대적으로 높은 온도에서도 초전도 특성을 나타냅니다. 이는 초전도체를 일상 환경에서 사용할 수 있는 가능성을 열어줍니다. 하지만, 상온에서의 초전도 현상을 위해서는 매우 큰 압력이 필요한데, 이로 인해 상온·상압에서 초전도 현상을 달성하는 것은 아직 남아 있는 도전과제입니다. 그리고 이전까지 발견된 상온 초전도체는 애초에 엄청 희소한 물질을 가공한 것이라 상용화 자체가 어려웠고, 중요한 점은 값싼 물질로 만들어내는 것일 뿐 아니라, 본질적으로는 상온이 어려운게 아니라 상온상압이 어려운 겁니다.
한국의 초전도체 연구 및 개발
일부 전문가들은 고온 초전도케이블 개발을 통해 세계 최초로 상용화에 성공했습니다. 이는 세계에서 세 번째로 초전도케이블 개발에 성공한 대한민국이, 세계 선두 국가로 도약하는 계기가 되었습니다. 초전도케이블은 전력 공급에 있어 기존 변전소 대신 대용량 전류를 송전할 수 있는 새로운 방법을 제공하고, 이는 전력 계통의 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
퀀텀에너지 연구소가 발표한 LK-99로 인해서 그야말로 대한민국이 난리가 났었죠. 시장이 요동쳤고, 신성델타테크라는 회사는 퀀텀에너지 연구소에 40억원 이상을 직접 투자했다고 밝히면서 주가는 끝모르고 치솟았습니다. LK-99가 꿈의 물질이며 상온 상압 초전도체라는 주장을 펼쳤는데, 대부분의 학계에서 아니라고 했음에도 수개월이 지난 지금도 논란은 가시지 않고 있죠.
이게 실현되는 날에는 대한민국은 사우디 빈살만 등 석유 국가들이 기술 좀 제발 가르쳐주십시오 하고 조공하러 와야 한다는 농담까지 퍼졌었습니다. 그런 밈이 돌 정도로 대단한 이슈거리가 된 것 같습니다.
초전도체는 전력 전송, 고출력 모터 개발, 핵융합 발전 등 다양한 분야에서 혁신을 가져올 잠재력을 가진 기술입니다. 이러한 기술의 발전이 실현만 된다면 미래 에너지 사용의 효율성과 지속 가능성을 크게 개선할 것으로 기대됩니다.
초전도케이블: 전력 인프라 혁명의 선두주자
초전도체 기술은 전력 전송과 관련된 기술에서 혁신적인 변화를 가져올 잠재력을 가지고 있습니다. 전기저항이 0이며, 자기장을 외부로 밀어내는 능력을 지닌 초전도체는 기존의 물리학 법칙을 뛰어넘는 새로운 가능성을 제시합니다. 이러한 특성 덕분에 만들어진 초전도케이블은 전력 케이블과 전기 모터 분야에서 고효율의 성과를 낼 수 있습니다.
한국, 초전도케이블 기술의 선두주자로 부상하다.
2001년, 상대적으로 늦은 출발에도 불구하고 한국은 초전도케이블 개발에 박차를 가하며 급속히 기술을 발전시켰습니다. 후발주자에서 시작하여 이제는 세계적으로 인정받는 기술력을 보유한 국가로 자리매김했습니다. 제품군의 다양성과 성능 면에서 세계 최고 수준에 도달했으며, 실증 및 상용 실적에서도 앞서가고 있습니다.
초전도케이블의 가장 큰 장점 중 하나는 전기를 멀리 보내기 위해 전압을 높일 필요가 없다는 점입니다. 이는 변전소와 변압기의 필요성을 크게 줄여주며, 전력 설비의 크기와 비용을 대폭 감소시킵니다. 또한, 초전도케이블은 전자파를 발산하지 않아 주변 환경에 미치는 영향이 적으며, 모든 원재료가 100% 재활용 가능해 친환경적인 솔루션으로 평가받고 있습니다.
현재 초전도케이블은 일반 케이블에 비해 비용이 높지만, 규모의 경제가 이루어지면서 가격이 점차 낮아질 것으로 예상됩니다. 한 가닥의 초전도케이블이 일반 케이블 최대 10개를 대체할 수 있기 때문에, 장기적으로 경제성이 확보될 것입니다. 미래의 전망을 밝게 보는 편입니다.
초전도케이블 글로벌 진출
한국을 넘어 유럽과 미국에서도 초전도케이블의 사용처를 넓히기 위한 노력이 계속되고 있습니다. 특히 해상 풍력 단지와 데이터센터와 같은 곳에서의 수요 증가는 초전도케이블의 필요성을 더욱 부각시키고 있습니다. AI 시대에 급증하는 데이터 처리량을 지원하기 위해 전력 공급의 효율성을 높여야 하는 시점에서, 초전도케이블은 전력 인프라 혁신의 중심에 서 있습니다.
초전도케이블 기술은 전 세계적으로 전력망 구축의 필요성이 급증하는 현 시점에서 큰 주목을 받고 있습니다. '전기 인프라 혁명'이라고 불릴 만큼의 큰 변화를 앞두고 있으며, 초전도케이블이 그 중심에 있습니다. 이 기술의 미래는 매우 밝고, 전력 전송의 방식을 근본적으로 바꿀 잠재력을 가지고 있습니다.