초전도체 활용 분야, '상온 초전도체 검증, 어떻게 되가나?!'

고려대 연구진이 세계 최초로 개발했다고 논문을 발표한 상온 초전도체 LK-99가 도대체 어디에 활용되는지를 가장 궁금해하시는 것 같습니다. 오늘은 상온 초전도체의 활용 분야, 검증 상황 등에 대해 함께 살펴보겠습니다.

 

 

 상온 초전도체 검증 상황

고려대 연구진이 발표한 상온 초전도체 LK-99에 전 세계의 이목이 집중 되었고, 전세계 연구소에서 공개된 논문에 따라 상온 초전도체 샘플을 만들고 검증을 진행 중인 상황입니다.

국내 여러 커뮤니티에서는 초전도체와 관련한 각종 밈이 쏟아져 나왔습니다. 초전도체 관련주들은 급등과 급락을 반복하기도 했구요. 상온 초전도체 사전 공개 논문이 발표된 지 약 한 달이 지난 지금도 여전히 상온 초전도체는 핫 이슈입니다.

그러나, LK-99가 상온 초전도체가 아니라는 쪽으로 학계의 의견이 기울어 가고 있는 것으로 보입니다. 각종 언론 발표 내용을 봐도 부정적임을 알 수 가 있습니다. 하지만, 최초 논문을 사전 공개한 고려대 연구진들이 최종 발표를 앞두고 있고 아직 검증이 100% 완료시점이 아닌 만큼 좀 더 두고 볼 필요가 있어 보입니다.

2020년 미국 로체스터대 연구팀도 상온 초전도체 발견을 주장했지만 논문 조작으로 취소가 된 사실이 있고, 매년 초전도체 개발 소식이 들려오지만 실제로 구현된 건 하나도 없었던 상황이라고 합니다.

심지어 8/20일에는 독일연구소에서 LK-99가 초전도체가 아님을 실험으로 확인했다는 기사도 접했습니다. 그리고, 초전도체 관련주 서남의 최대주주가 장내 일괄 매도를 했다는 기사까지 그야말로 투자에는 주의가 필요한 시기인것 같습니다.

 

• 초전도체 관련주, '초전도체 활용 관련주, 대장주, 주도주?!'

 

 상온 초전도체 원리

 

먼저 상온 초전도체 원리부터 간단히 설명 드리겠습니다. 초전도체는 '초전도 전이 온도'라고 하는 특정 온도 이하에서 모든 전기 저항이 '0'이 되는 물질을 말합니다. 

초전도체(초전도현상)는 첫 발견 이후 100년이 넘게 굉장히 낮은 온도에서만 관찰 되었습니다. 고려대 연구진의 초전도체(LK-99)가 세상을 놀라게 한 것은 다름이 아니라, 이런 초전도체가 약 30도의 상온, 그것도 상압(대기압)에서 발견되었기 때문입니다.

LK-99는 상온(영상 30도), 상압(대기압)에서 초전도 현상을 보인다고 보고된 물질입니다. 일상 조건에서 초전도체를 구현하려는 시도라는 점에서 과학계도 주목을 하고 있습니다. 그동안 발견된 초전도체는 영하 200도 이하의 극저온 또는 대기압보다 100만 배 이상 높은 초고압에서만 구현되었기 때문입니다. 

이런 연구 결과를 논문 사전공개 사이트인 아카이브에 공개한 것입니다.

 

• 해당 논문(PDF) 바로가기

 

 상온 초전도체 활용 분야

상온 초전도체가 대체 어디에 활용되며, 우리 삶의 무엇을 바꾸길래 이렇게 말이 많을까요? 오늘은 상온 초전도체의 활용, 파급력에 대해 좀 더 깊이 있게 소개해 드리겠습니다.

 

①초전도체 특징

초전도 현상은 전기 저항이 0이 되는 현상입니다. 반자성 현상은 마이너스 효과라고도 불리며, 외부 자기장에 반발하는 현상입니다. 초전도체 내부에는 어떠한 자기장도 존재할 수 없기에, 초전도체는 모든 자기장을 밀어냅니다.

 

②초전도체 활용 분야

초전도체의 활용 분야로 자기부상열차를 먼저 생각할 수 있습니다. 현재 자기부상열차를 떠오르게 만들기 위해 아주 강한 자석을 이용하고 있습니다. 초전도체로 대체하면 지금보다 더 높이 열차를 띄울 수 있고, 이는 곧 자기부상열차의 속도 개선으로 이어집니다.

이외에도 초전도체는 MRI에도 활용이 됩니다. MRI 기계는 초전도 자석으로 둘러싸여 있어 환자의 몸에 흐리는 약한 자성을 파악해 사진으로 보여줍니다. 덕분에 우리 몸 속을 살펴볼 수 있게 되는 것입니다.

 

③상온 초전도체 활용 분야

앞서 본 것처럼 초전도체는 기본적으로 극저온, 고압 상태에서 초전도 성질을 가집니다. 그래서, 생활 속에 적용하는데 한계가 있고, 구현하기 위해서는 엄청난 비용이 들게 됩니다. 하지만, 상온 초전도체를 구현할 수 있다면 많은 것이 달라집니다. 우리는 우리의 삶에 다음과 같이 활용할 수 있게 됩니다.

• 서울과 부산 40분: 상온 초전도체로 자기부상열차를 운행하게 되면 이론적으로는 시속 500km로 운행이 가능해 집니다. 서울과 부산을 40분 만에 이동할 수 있는 꿈의 교통수단이 현실화 되는 것이죠.
  
  
• 저렴한 MRI: 경험해 보신 분들은 아시겠지만, MRI 검사 비용은 보험 적용이 되지 않는다면 아주 비쌉니다. 상온 초전도체로 MRI를 운영하게 되면 검사 비용이 획기적으로 줄어들 수 있습니다.
  
  현재 MRI는 초전도 자석을 구현하기 위해 막대한 전력이 필요하고, 고가의 장비도 활용해야 해서 검사비가 상당히 비쌉니다. 상온 초전도체가 사용화되면 MRI 검사에 전력 소모도 줄고, 장비도 간소화 되어 비용이 많이 저렴해 지게 됩니다.
  
  
• 저렴한 전기요금: 한전에서 각 가정으로 전기를 보낼때 전선에는 전기 저항이 존재합니다. 이러한 저항때문에 송전 과정에서 엄청난 손실(낭비)이 발생합니다. 만약 송전 케이블이 상온 초전도체로 상용화 된다면 송전 과정에서는 낭비가 0가 됩니다. 낭비되는 전기가 없게되면 당연히 전기 요금도 저렴해 질 것입니다.
  
  
• 뜨거워지지 않는 전자기기(노트북): 노트북을 오래 사용하면 발열 현상이 일어납니다. 이렇게 전자기기가 뜨거워지는 이유는 전기에너지가 열에너지로 변화되기 때문입니다.
  
  전자제품(노트북)의 부품을 상온 초전도체로 상용화시키면 낭비되는 에너지가 없기 때문에 열 발생도 거의 없어집니다. 더이상 냉각팬이 필요없어 지는 것이죠. 가전제품 뿐 아니라 데이터센터 등에서도 발열 문제가 해결될 것이고 엄청난 산업적 발전을 이루어 낼 수 있습니다. 

 

 

 결론

지금까지 소개한 내용들은 상온 초전도체가 상용화되면 겪게 될 변화의 극히 일부일 뿐입니다. 상온 초전도체는 반도체, CPU, 데이터센터, 인공지능, 의료기기 등 여러 산업을 변화시킬 것이며 엄청난 부가가치를 창출할 수 있는 물질입니다.