휴스턴 대, 상압 작동 무저항 물질 개발...30년 만 초전도 기록 경신 Scientists shatter 30-year superconductivity record with zero-resistance material that works at normal pressure

Scientists shatter 30-year superconductivity record with zero-resistance material that works at normal pressure

University of Houston researchers have set a new superconductivity record with a material that can carry electricity with zero resistance at a temperature of 151 Kelvin, the highest reported for an ambient-pressure superconductor since 1911.

https://www.yahoo.com/news/science/articles/scientists-shatter-30-superconductivity-record-050000859.html

에너지 낭비 획기적으로 줄일 수 있는 

기술 개발 중요한 진전

 과학자들이 상압에서 작동하는 무저항 물질을 개발하여 30년 만에 초전도 기록을 경신했습니다.

휴스턴 대학교 연구팀은 상압에서 저항 없이 전기를 전도할 수 있고, 기존의 어떤 상압 초전도체보다 높은 온도에서 전기를 전도할 수 있는 물질을 개발하여 새로운 초전도 기록을 세웠다고 밝혔습니다.

그렇다고 해서 상온 초전도체가 이미 상용화되었다는 의미는 아닙니다. 하지만 이는 에너지 낭비를 획기적으로 줄일 수 있는 기술 개발에 있어 중요한 진전임은 분명합니다.

텍사스 초전도 연구센터와 텍사스 대학교 물리학과 연구진은 151켈빈(섭씨 -122도)의 초전도 전이 온도를 측정했습니다. 과학 전문지 사이언스 데일리(ScienceDaily )에 따르면, 이는 상온에 가장 근접한 온도이며, 1911년 초전도 현상이 처음 발견된 이후 상압 상태의 초전도체에서 보고된 최고 온도입니다 .

미국 국립과학원회보(Proceedings of the National Academy of Sciences)에 발표된 이 연구는 30년 넘게 깨지지 않았던 기록을 경신했습니다. 이전까지 상압에서 달성된 최고 온도는 1993년 수은 기반 산화구리 소재인 Hg1223이 기록한 133K였습니다.

물리학자 칭우 추와 량지 덩은 압력 담금질이라는 기술을 사용하여 새로운 결과를 얻었습니다. 그들은 먼저 물질에 고압을 가하여 초전도 특성을 향상시킨 다음, 냉각시키고 압력을 빠르게 해제하여 향상된 상태가 정상 조건에서도 안정적으로 유지되도록 했습니다.

"저희 방법은 압력을 유지하지 않고도 해당 상태를 유지하는 것이 가능하다는 것을 보여줍니다."라고 추 교수는 말했습니다.

https://interestingengineering.com/science/superconductivity-at-normal-pressure

그게 왜 중요하죠?

초전도체는 전기가 저항 없이 흐르도록 해주므로 열로 인한 에너지 손실이 거의 없습니다. 이는 전력망 효율을 높이고, 에너지 저장 성능을 개선하며, 더 빠른 전자 기기, 향상된 MRI 시스템, 그리고 미래의 핵융합 에너지 기술을 지원할 수 있습니다.

추 교수는 현재 전력망 송전 과정에서 약 8%의 전력 손실이 발생한다고 지적했습니다. 이러한 손실을 줄이면 상당한 비용 절감 효과를 볼 수 있을 뿐 아니라 불필요한 발전으로 인한 오염도 줄일 수 있습니다.

대부분의 초전도체는 극저온에서만 작동하기 때문에 여전히 값비싼 냉각 시스템이 필요합니다. 작동 온도를 높이면 이러한 물질을 실제 응용 분야에 훨씬 더 실용적으로 사용할 수 있고 과학자들이 표준 장비를 사용하여 연구하기도 훨씬 쉬워집니다.

이번 연구 결과는 보다 깨끗하고 효율적인 에너지 시스템과 의료 기술을 일상생활에 더욱 가까이 도입하는 데 도움이 될 수 있습니다.

휴스턴 대학교 연구팀은 이제 더욱 야심찬 목표, 즉 상온 및 상압 조건에서의 초전도 현상 구현을 향해 나아가고 있습니다. 상온은 대략 300K이므로, 이번 기록은 목표치인 300K보다 약 140도 낮은 수치입니다.

추와 덩은 압력 급랭법을 포함하여 초전도 온도를 높일 수 있는 6가지 가능한 방법을 제시한 논문 작성에도 기여했는데, 압력 급랭법은 이번 획기적인 발견에 사용된 방법입니다. 

인텔렉추얼 벤처스의 초전도 연구 책임자인 로히트 프라산쿠마르는 미래의 발전은 물리학자, 화학자, 엔지니어, 재료 과학자 간의 협력에 달려 있을 가능성이 높다고 말했습니다.

"이번 발견은 큰 잠재력을 가지고 있습니다."라고 추 교수는 말했다. "충분한 인력이 투입되고 충분한 시간이 주어진다면, 우리는 이 잠재력을 실현할 수 있을 것이라고 믿습니다."

덩은 또한 상압 물질은 "과학자들이 잘 개발된 장비를 훨씬 더 쉽게 사용할 수 있게 해준다"고 덧붙였습니다.