상온상압 초전도체 현재 상황...

지금 현재 과학계가 요동치고 있다. 그 이유는 전기저항이 없는 꿈의 물질이 나올 수 있다는 기대감 때문이다.

 

공대생으로 졸업하여 과학에 관심이 많은 나로서는 정말 굉장한 일이 아닐 수 없다. 우주의 신비, UFO발견, 블랙홀, 거대 피라미드 생성 원리 등등... 아직도 현대 과학으로 풀 수 없는 미스터리 한 문제들처럼 상온상압 초전도체 개발은 과학에 관심 있는 아니 관심이 없는 일반인들도 엄청한 화젯거리가 아닐 수 없다.

 

1. 초전도체란?

 

초전도 전이 온도(superconducting transition temperature, Tc)라고 하는 특정 온도 이하에서 모든 전기 저항을 상실하는 물질을 초전도체(superconductor)라고 하며, 이 현상은 1911년에 네덜란드의 물리학자 오너스(H. K. Onnes)에 의해서 처음으로 발견되었다. 

2. 전기저항이 상실한다는 의미는

전류는 물체 안에서 전자들이 흘러가는 것을 말하는 데 물체를 이루고 있는 원자들과 충돌하면서 전자들은 일정량의 에너지를 잃게 된다. 열로 변환되어 외부로 소실되는데 초전도체내부에서는 전자의 충돌이 일어나지 않는다. 이 말은 에너지 손실이 없다는 의미이다.

 

3. 상온상압 초전도체 발견

 

이석배 퀀텀에너지연구소 대표와 오근호 한양대 명예교수가 이끄는 연구진이 논문 사전 공개 사이트 아카이브를 통해 상온 초전도체 LK-99를 만드는 데 성공했다고 밝혔다. 영하 180도 이하에서 생성되는 초전도체는 실용화에 한계가 있는데 이를 30도 상온에서 구현할 수 있다고 한 것이다. 

 

4. 미국 로렌스버클리국립연구소의 이론적 가능성 시사

 

특히 미국 로렌스버클리국립연구소(LBNL) 연구원이 아카이브에 국내 연구진 발표를 뒷받침하는 내용을 게재하면서 주목받았다. LK-99의 구조를 시뮬레이션해 본 결과 기존 초전도체들보다 높은 온도에서 초전도성이 나타날 것으로 보인다는 내용이다. 다만 계산적으로는 가능해도 실제 실험을 통해 LK-99를 검증할 필요가 있다는 분석도 포함됐다.

 

5. LK-99가 대단한 이유

 

2020년경에도 디아스 교수는 두 개의 다이아몬드 사이에 탄소와 수소, 유황을 삽입한 후 레이저로 지구 기압보다 약 260만 배 강한 압력을 가해 15°C에서 초전도현상을 유도하는 데 성공할 수 있었다고 설명했다. 그러나 이 연구는 실제 재현 불가능하여 실용성이 없었다. 그러나 LK-99는 과학계에서 검증이 필요하겠지만 이것이 논문의 내용과 같이 가능하다면 노벨물리학상은 물론이거니와 산업계 전반으로 큰 비용 절감 요소가 되며, 터치폰 이후로 인간 삶의 큰 변화를 예고하는 것이다.

 

6. 학회의 반응은?

 

한국 초전도저온학회는 상온 초전도 검증위원회를 구성하여 대응하기로 했으며, 검증위원회에서 현재까지 논의된 바에 따르면 두 편의 논문을 통해 발표된 데이터와 공개된 영상으로는 LK-99가 상온 초전도체라 할 수 없다고 결론지었다. 그러나 시편을 제공하면 직접 검증 절차를 거치겠다고 발표한 바 있다.

 

7. 만약 LK-99가 상용화된다면?

 

- 전기 손실이 없는 초고효율 전력망 구축 가능 - 전기 생산, 저장, 전달의 효율을 극대화

- 전력 손실이 전혀 없는 송배선 설비나 저장 장치(배터리)

- 전기저항으로 발생하는 발열이 없어져 냉각 장치가 불필요

- 풍력, 조력, 원자력 등에서 발생하는 비효율을 최소화한 초소형 발전기를 통해 초고용량의 전기 생산이 가능

- 상온 초전도체의 강한 전자기력을 핵융합에 적용하면 초고온 플라스마를 오랜 시간 붙잡아 둘 수 있게 되어 무한에

  가까운 에너지 생산 가능

- 초전도 물질은 외부의 자기장을 밀어내는 성질이 있어 이를 이용해 초고속 자기 부상 열차 상용화 가능

- 자기 공명 영상(MRI) 기계는 초전도 자석을 ​냉각시키기 위해 많은 양의 액체 헬륨이 필요​

  상온 초전도체가 현실이 된다면 MRI 장비는 더 저렴하고 더 많은 사람들이 이용 가능

- 초전도 센서 이용으로 뇌 활동을 보다 정확하게 감지. 신경 장애의 진단 및 치료 개선

- 로봇산업 및 군사 기술 적용 가능

 

8. 마무리

 

지금 이 순간부터 상온상압 초전도체의 시편 제공을 통한 한국 초전도저온학회에서 발족한 상온 초전도 검증위원회의 검증 과정 및 결과가 아마 전 세계 과학자들의 주요 관심사가 되지 않을까 생각된다. 

면밀한 검증을 통해 긍정적인 결과를 얻어 이 기술이 상용화될 수 있는 그날을 오길 간절히 기대합니다.