초전도체 기본 이해

🤩초전도체 기본 이해

1. 초전도체는 특정 온도 이하에서 전기 저항이 0이 되는 물질로 1911년 네덜란드 물리학자 헤이케 캠머링 온네스에 의해 발견되었음.
- 초전도 현상을 발견한 Bardeen, Cooper, Schrieffer의 이름을 따 BCS 이론이라고 정립시켰으며 네 사람 모두 노벨 물리 학상을 받았음.

2. 말 그대로 저항이 없기에 에너지를 저장하고 전송하는 데 매우 효율적인 것임.
- 전기저항이 높으면 전기 에너지가 열로 변환되어 손실되기 때문에 효율이 낮아짐

3. 다만 특정 온도 이하 라는 기준이 매우 까다로운데, 현재는 액체 헬륨을 이용하여 금속의 온도를 낮추면서 사용하고 있음.
- 수은이 4.19K(영하 269도)
- 이후 영하 140도까지 초전도체 상태로 존재할 수 있는 물질 개발

4. '저온'이라는 조건과 더불어 독일 막스 플랑크 연구소에서는 H10La(란탄 하이드라이드)라는 물질을 167만 기압의 '고압' 조건에서는 영하 23도에서도 초전도체 성질을 보인다는 것을 확인했음.

5. 다만 167만 기압은 지구 표면 대기압의 167만배로, 해저 1만 6000m 깊이의 해수압과 비슷한 수준임.

6. 그럼에도 초전도체에 주목하는 이유는 저항이 0 이기에 전력 손실이 거의 없어 각종 발열 제거는 물론 고속 열차, MRI장치, 발전기 등 다양한 분야에 사용될 수 있다는 것임.

7. But. 영하 269도 or 167만 기압이라는 임의의 환경을 구성하는 것이 매우 어렵기에 상온(0도 이상), 상압(1기압) 조건에서 작동하는 상온-상압 초전도체를 만들어야 하는 상황임.

8. 7월 28일, 고려대 연구실의 이석배-김지훈 연구팀이 LK-99 초전도체에 대한 논문을 발표했는데, 정리하면 아래와 같음.
- LK-99는 두 발견자의 이니셜과 발견년도

8-1) 20년 동안 1,000회의 실험으로 상온 초전도체를 만들어 냄(상압 400K, 127도)

8-2) 이 절차가 구리와 납을 3일동안 구워내고 화학적 처리하라고? 생각보다 단순하네?
  - 산화 납(II)(PbO)과 황산 납(II)(Pb(SO4)) 분말을 1:1의 분자비로 혼합한 후 725 °C (1,000 K)의 온도에 24시간동안 구워 라나카이트를 제조.
  - 여기에 구리(Cu)와 인(P) 분말을 3:1의 분자비로 혼합한 후 진공 상태의 밀폐된 튜브 내에서 550 °C (820 K; 1,000 °F)의 온도에 48시간동안 구워 인화구리(I)(Cu3P)를 제조
  - 라나카이트와 인화구리 결정을 다시 분말 형태로 분쇄하여 진공 상태의 밀폐된 튜브 내에서 925 °C (1,200 K; 1,700 °F)의 온도에 5-20시간 동안 구워 LK-99를 제조

8-3) 이렇게 나온 LK-99 초전도체가 1기압에서 126도까지 초전도체 성질을 유지할 수 있다고 발표.

8-4) 이 논문을 보고 다양한 연구실과 대학교에서 실험을 해봤지만, LK-99라는 물질이 만들어지지 않았음.

8-5) 여기에 8월 1일, 미국 로렌스 버클리 국립연구소(LBNL)에서 LK-99 상온 초전도체에 대한 시뮬레이션 결과를 공개했는데 상당히 긍정적인 피드백이 나왔음.

8-6) 다만 LK-99 제작 레시피를 보면 납-구리를 원하는 자리에 들어가 타겟하는 화학식을 구성시켜야 하는데, 이 원자를 원하는 곳에 위치시키는 것이 정말 어려운 것임

8-7) 또 시뮬레이션의 결과 개발된 초전도체와 비슷한 성질을 보인다며, 초전도체일 확률이 높다고 언급했음(초전도체라고 하지는 않았음!)

9. 결국 초전도체에 대한 가능성은 언급되기 시작했지만, 아직은 테마인 단계임

10. 최근 관련주로 신성델타테크, 파워로직스, 서남, 덕성, 아모텍, 티플랙스, 이구산업 등이 있음.

*아래 미국주식사관학교 링크 클릭하여 컨텐츠 원문을 반드시 읽어주시길 바라겠습니다. 퀄리티 미쳤습니다🙏🏻

#초전도체 #고려대
[참고] 나무위키, Bard, 미국주식사관학교
[작성] 👔도PB