초전도체가 무슨말일까요? 그리고 상용화 가능성이 있나요?

Question

요즘 초전도체 관련해서 이슈가 많네요이거 어떤거인지..왜 혁명인지실제 가능성이 있는지 궁금합니다. 실제 사용되고 있는것도 있는지 궁금합니다.

설효훈 전문가 · Accepted Answer

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 초전도 현상(超傳導現象, 영어: superconductivity) 또는 초전도체(superconductor)는 임계 온도(critical temperature,Tc) 이하의 초저온에서 금속, 합금, 반도체 또는 유기 화합물 등의 전기 저항이 갑자기 없어져 전류가 장애 없이 흐르는 현상이다. 어떤 물질이 전기 저항이 0이 되고 외부 자기장과 반대방향의 자기장을 형성하는 반자성(diamagnetism)을 띄게 되는 현상 또는 그러한 물체를 가리킨다.(위키백과 - 초전도 현상)이런 초전도체를 한국에서 상온과 상압에서 개발했다는 소식으로 전세계가 시끌벅적합니다. 그 이유는 전기가 흐를때 그 흐르는 물체에 의해서 저항이 발생되어서 전기가 멀리 보낼 수록 저항에 의해서 사라지게 되는 것입니다. 이런 저항이 발생되는 이유는 전기에 의해서 물체의 원자가 무작위 진동이 생기면서 전자의 흐름을 방해하면서 전기 저항이 발생됩니다. 그래서 과학자들은 원자의 진동을 약하게 하면 전기 저항이 0이 되어서 전기가 손실되지 않고 지속적으로 사용가능하지 않을까라는 생각을 했고 그래서 지속 연구 개발하고 있었습니다. 그런데 이런 연구를 한국에서 상온과 상압에서 초전도체를 개발했다고 하니깐 난리가 난것입니다. 이것이 실제로 개발되면 인류는 전기를 손실 없이 활용할수 있고 또한 전기가 흐를때 전기 저항에 의해서 발생되는 발열의 문제로부터도 자유로워집니다.  또 이 전류를 이용해서 엄청나게 센 자력을 활용해서 무거운 물체를 쉽게 들어올릴 수 있게 됩니다. 이것은 날아다니는 자동차도 만들수 있을 지도 모릅니다.

김재훈 전문가 · Answer

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.처전도체란 일정 온도 이하에서 전기저항이 0이 되어 전기가 손실 없이 흐르는 물질을 말하며 자기장을 밀어내는 완전 반자성도 나타내어 자기부상열차나 초민감 센서 등에 활용됩니다 현재 입자가속기 일부 군사기술 드에서 극저온 초전도체는 이미 실용화 되었지만 고온에서 작동하는 상온 초전도체는 아직 검증 단계에 머물러 있어 상요화까지는 기술적 과제가 남아 있습니다

검붉은코뿔소 34 · Answer

안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.초전도체는 임계온도 이하, 즉 초저온일 때 원자의 움직임이 0 이되어 저항이 0 이 되는 것을 의미합니다.저항이 없음에 따라 전류 제어가 유리한 특징이 있습니다.

굉장한호돌이84 · Answer

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.초전도체는 전기저항이 0인 물질을 말합니다.최근까지도 초전도현상을 일으키기위한조건이 초 저온상태에서만 가능했는데, 요즘 이슈가되는것이 초저온상태가아닌 상온상압에서 초전도 현상을 보이는 물질입니다.이것이 상용화된다면 에너지손실이나 회로의 열 발생에의한 문제가 대부분 사라질것으로 전망됩니다.

아리따운솔개286 · Answer

안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.초전도체는 특정 조건에서 전기저항이 거의 0에 가까운 물체를 뜻합니다 .여기서 특정 조건이란 매우 낮은 온도 입니다 따라서 아직 사용화되진 않았습니다.

탈퇴한 사용자 · Answer

안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.초전도체는 최근 과학 기술 분야에서 큰 관심을 받고 있는 혁신적인 재료로, 일정한 온도에서 전기 저항이 없는 상태인 "영도 상태"로 전기를 전달하는 물질을 말합니다. 상온 초전도체는 그 이름에서 알 수 있듯이 상온(일반적인 온도)에서도 초전도 현상이 나타나는 물질을 의미합니다. 기존의 초전도체들은 매우 낮은 온도에서만 초전도 특성을 나타냈지만, 상온 초전도체는 상대적으로 더 높은 온도에서도 작동하기 때문에 기존의 기술적 한계를 넘어서는 응용 가능성이 높아진 것이 큰 관심사입니다.상온 초전도체의 발견은 기술 혁신으로 간주되는 이유는 다음과 같습니다:에너지 효율성: 초전도체는 전기를 전달할 때 전기 저항이 없기 때문에 전력 손실이 거의 없습니다. 이는 에너지를 효율적으로 전달하는 데 큰 도움이 됩니다.전력 저장 및 전송: 상온 초전도체가 상용화된다면 전력 저장 장치와 전력 전송 시스템에서 혁신적인 발전이 가능해질 수 있습니다. 더 많은 전력을 효율적으로 저장하고 전송하는 기술이 개발될 수 있습니다.의료 및 과학 기술: 초전도체의 고강도 자기장 특성은 의료 이미징 시스템과 과학 연구에 적용될 수 있습니다. 더욱 높은 자기장을 제공하여 정교한 이미지와 연구를 가능하게 할 수 있습니다.상온 초전도체는 아직 상용화 단계에는 도달하지 않았지만, 많은 연구와 개발이 진행 중입니다. 현재도 상온 초전도체에 대한 연구는 계속되고 있으며, 미래에는 더 많은 실용적인 응용이 가능해질 것으로 기대됩니다. 이미 일부 초전도체는 실험적으로 사용되고 있으며, 기술의 발전과 산업적인 응용을 위한 노력이 지속되면서 더욱 다양한 분야에서 상온 초전도체가 활용될 가능성이 높아질 것으로 예상됩니다

하이만 · Answer

안녕하세요. 이태영 과학전문가입니다.쉽게 설명을 드리면 현재 사용하고 있는 전도체라면 반도체대비 전도도가 높은 물질인데 기본적으로 저항들을 많이 갖고 있습니다. 그래서 반드시 전도체를 사용한 많은 제품들은 그 열이 적게 하거나 없애기 위해서 헬륨가스 같은 고가의 물질들을 사용해야 합니다. 그런데 이번에  발견한 초 저조체는 아주 극도의 낮은 온도에서나 가능했던 초전도체를 상온에서 만드는 방법이 연구된것으로 획기적인 것입니다.

고혹적인가마우지34 · Answer

초전도체(超電導體)는 매우 낮은 온도에서 전기 저항이 없는 현상인 "초전도"를 나타내는 물질을 가리킵니다. 일반적으로 많은 물질들은 온도가 낮아짐에 따라 전기 저항이 감소하게 됩니다. 그러나 초전도체는 특정 임계 온도인 "초전도 전이 온도" 이하에서는 전기 저항이 완전히 사라집니다. 이로 인해 전기 전류가 이 물질을 통과할 때 에너지 손실이 거의 없어지는 현상을 이용하여 강력하고 효율적인 전자기장 생성이 가능해집니다.초전도체는 두 가지 주요 유형으로 나뉩니다:상급 초전도체 (High-Temperature Superconductors): 상대적으로 높은 초전도 전이 온도를 가지고 있어 액체 질소와 같은 상대적으로 저렴한 냉매로 냉각할 수 있습니다. 이러한 초전도체는 1986년 이후에 발견되었으며, 철 기반과 구리 기반 초전도체 등이 그 예시입니다.전통적인 저온 초전도체 (Low-Temperature Superconductors): 더 낮은 온도를 요구하여 액체 헬륨과 같은 냉매를 사용해 냉각해야 합니다. 이러한 초전도체는 이미 오랫동안 알려져 있으며, 납 기반과 납-비스무트 기반 초전도체 등이 대표적인 예시입니다.상용화 가능성에 대해서는 초전도체는 많은 잠재적인 응용 분야를 가지고 있으며, 이미 일부 상용화가 진행되고 있습니다. 그러나 아직 상용화의 많은 제한 요인들이 존재합니다.초전도체의 장점은 전기 전류를 거의 에너지 손실 없이 전달할 수 있기 때문에 전력 전송 및 전기 기기의 효율성을 크게 향상시킬 수 있다는 점입니다. 따라서 전력 전송 라인, 발전기, 전기 기기 등에 적용될 경우 에너지 효율을 극대화할 수 있습니다. 또한 초전도자석을 이용한 자기 고속열차나 자기 고속 이동 시스템 등의 첨단 운송 수단에도 활용될 수 있습니다.그러나 초전도체의 단점 중 하나는 낮은 온도로 냉각해야 하기 때문에 냉각 비용이 상당히 높다는 것입니다. 이로 인해 상용화를 위해서는 냉각 기술과 비용 문제를 극복해야 합니다. 또한 초전도체는 강력한 자기 필드를 생성하므로, 신중한 설계와 안전성 고려가 필요합니다.상용화 가능성은 기술의 발전과 산업적인 요구에 따라 변할 수 있습니다. 초전도체의 연구와 개발은 계속 진행되고 있으며, 향후 냉각 비용을 낮추고 잠재적인 위험과 기술적인 문제를 극복하면서 상용화 가능성이 높아질 수 있습니다.

전기·전자

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초전도체가 무슨말일까요? 그리고 상용화 가능성이 있나요?