요즘 난리난 초전도체에 대해서 궁금합니다
요즘 난리난 초전도체에 대해서 궁금합니다. 초전도체는 무엇이고 어떠한 원리인지 어떤 물질인지 매우 궁금합니다 자세히 알려 주세요~
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
초전도체란 임계 온도 이하 초저온에서 금속, 합금, 반도체 또는 유기 화합물 등의 전기 저항이 사라져 전류가 장애 없이 흐르는 현상입니다.
이 점이 초전도체의 가장 큰 장점으로는 저항이 없어 전류가 흘러 들어도 전력 손실이 전혀 발생하지 않는다는 점입니다.
대량의 전기를 손실 없이 저장 또는 송전이 가능하기 때문에 효율은 물론이고 성능도 비약적으로 높일 수 있죠.
그러나 단점으로 임계온도가 낮을수록 냉각비용이 많이 드는데, 기존 철 화합물 초전도체는 임계온도가 낮기에 많은 비용이 발생합니다.
그래서 최근 국내 연구진이 개발했다는 상온 초전도체 'LK-99’이 이런 단점을 해결할 수 있는 물질인 셈입니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
초전도체는 매우 낮은 온도에서 전기 저항이 없는 물질입니다. 이는 영하 273도 섭씨 (-273.15도) 이하로 냉각된 상태에서만 나타납니다.
초전도체의 원리는 일반적인 전기 전도체인 금속과는 다릅니다. 전기 전도체는 전자가 이동함에 따라 전기 전류가 흐르고, 전류가 흐르는 동안 전자와 원자간의 충돌로 전기 에너지가 열로 방출됩니다. 이것이 전기 저항이 발생하는 원리입니다.
반면, 초전도체는 전자가 이동하는 동안 원자와의 충돌이 발생하지 않습니다. 이는 초전도체에서 전자가 쌍으로 이루어져 있기 때문입니다. 이 쌍은 쿠페르 쌍이라고 불리며, 양자역학의 법칙에 따라 전자와 전자 간에 상호작용하여 결합합니다.
이렇게 결합된 쿠페르 쌍은 전기 저항을 발생시키는 원인이 되는 원자와의 충돌을 방지합니다. 따라서 초전도체는 전자의 자유 이동을 방해하는 요인이 없기 때문에 전기 전류가 흐르는 동안 전기 에너지를 손실 없이 저장할 수 있습니다.