상온 초전도체란 무엇인가? 관련주는?

최근 논문 사전 공개 사이트인 ‘아카이브’에서 우리나라 연구진들이 납을 이용해서 상온에서 초전도 현상 구현에 성공했다는 논문이 발표되었습니다. 이 논문의 발표로 많은 사람이 초전도체에 대해서 엄청난 관심을 쏟고 있는데요. 오늘은 초전도체란 과연 무엇이고 상온 초전도체 개발에 사람들이 왜 그렇게 놀라고 관심을 갖는지 알아보도록 하겠습니다. 그리고 마지막에는 상온 초전도체 관련주식은 무엇이 있는지 소개해 드리도록 하겠습니다.


초전도체란?

일반적으로 금속성을 가진 물질(도체, conductor)의 전기 저항은 온도가 낮아질수록 줄어드는데요. 초전도체는 특정 온도 아래에서 전기 저항이 사라지는 물질이라고 합니다. 초전도체는 1911년 네덜란드 물리학자 오너스(H. K. Onnes)에 의해 처음으로 발견되었습니다. 오너스는 수은을 액체 액체 헬륨으로 냉각할 때 갑자기 저항이 없어지는 현상을 발견했습니다. 절대온도 4.2K. 즉 영하 268.8도에서 일어난 일이었습니다. 그리고 저항이 없다는 뜻으로 초전도 현상이라고 이름을 붙였습니다. 첫 발견 이후 100년이 넘는 시간 동안, 초전도 현상은 더욱 많은 물질과 온도에서 나타났지만, 최초 초전도 현상처럼 굉장히 낮은 온도에서만 일어났습니다. 초전도체는 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.


전기저항이 없음

전기저항이 없다는 것은 전류를 흘렸을 때 에너지 손실이 없다는 것을 말합니다. 모든 금속에는 전기저항이 있습니다. 쉽게 표현하자먄 A라는 금속에 20이라는 저항이 있다면 100의 전기가 A 금속을 통과하면 80의 전기밖에 남지 않는 것과 같습니다. 초전도체는 저항이 없기 때문에 한 번 발생한 전류가 무한히 흐를 수 있게 되므로 전력 전송이나 에너지 저장과 같은 분야에서 엄청나 효율을 갖게 됩니다. 한번 생산된 전기를 무한히 사용할 수 있다고 생각하시면 됩니다.


마이스너 효과

초전도체는 외부 자기장과 반대 방향의 자기장을 내부에서 만들기 때문에 공중에 뜨는 현상을 만들어 냅니다. 이를 마이스너 효과라고 하는데 어렵게 설명해 드렸지만 레일 위에 둥둥 떠 있는 자기부상열차를 생각하시면 될 것 같습니다.


초전도체 활용 분야

초전도체를 활용할 수 있는 분야는 무궁무진합니다. 현재 우리가 전기를 사용하는 모든 분야에서 초전도체를 활용할 수 있는데 대표적으로 활용할 수 있는 분야에 대해 말씀드리겠습니다.

MRI

병원에서 사용하는 MRI는 초전도체를 활용합니다. 초전도 현상은 일정온도 이하로 낮아질 때 나타나므로 MRI를 사용하기 위해서는 영하 269도의 액체헬륨으로 냉각작업이 이루어져야 합니다. MRI 검사 비용이 비싼 이유가 이런 냉각작업 때문입니다.

자기부상열차

위에서 설명한 초전도체의 마이스너 효과로 인해 영화에서만 보던 바퀴 없이 레일 위에 떠 있는 열차를 만들 수 있습니다. 그리고 이 열차의 속도는 시속 500km입니다. 하지만 초전도체는 영하 269도 이하에서 나타나므로 엄청난 비용으로 인해 현재로서는 실현이 불가능합니다.

양자컴퓨터 개발

양자컴퓨터는 여러 계산을 동시에 처리할 수 있어 일반컴퓨터보다 정보처리량과 작업속도가 월등히 뛰어납니다. 이 양자컴퓨터를 가동하기 위해서는 양자가 간섭받으면 안 되기 때문에 양자가 초전도상태에 존재해야 합니다.


상온 초전도체 개발이 중요한 이유

초전도 현상을 구현하기 위해서는 영하 247도를 유지해야 하는데 이를 유지하기 위해서는 엄청난 비용이 필요합니다. 하지만 상온에서 초전도 현상을 보이는 물질을 개발하게 된다면 이런 극저온의 온도를 유지하기 위한 비용을 들일 필요가 없습니다. 그렇게 되면 우리 에너지 사업에 엄청난 파급효과가 나타납니다. 이런 이유로 상온 초전도체 개발이 이슈가 됐던 것입니다. 상온 초전도체를 개발하게 되면 다음과 같은 일들이 가능해집니다.

송전능력 증가

전기저항이 없기 전력케이블에서 일어나는 전력손실이 없어집니다. 그로 인해 송전 능력을 20% 이상 높일 수 있게 되는데 사막과 같은 곳에 태양광 발전소를 설치하여 다른 대륙으로 에너지 손실이 전혀 없이 보낼 수 있는 에너지 혁명이 가능하게 됩니다. 전력부족 현상 해결되고 전기요금도 아주 저렴해질 것입니다.

MRI 검사 비용 절감

위에서 설명해 드렸듯이 MRI는 초전도 자석을 이용한 설비입니다. 이 설비를 이용하기 위해 초전도체 냉각을 위해 막대한 비용이 필요한데 상온 초전도체를 개발하게 되면 MRI 검사 비용이 엄청나게 줄어들 것입니다. 지금 X-ray 찍을 수 있는 비용으로 MRI 검사도 가능해질 수 있습니다.

자기부상열차 개발

상온 초전도체를 통해 자기부상열차를 만들 수 있습니다. 그렇게 되면 시속 500km를 내는 자기부상열차를 만들어 서울에서 부산까지 40분이면 갈 수 있게 됩니다.

양자컴퓨터 소형화

현재 양자컴퓨터는 극저온상태를 유지해야만 사용 가능하기 때문에 크기도 매우 크고 냉각시키기 위한 막대한 에너지가 필요합니다. 상온 초전도체가 개발된다면 초전도 현상을 위한 냉각이 필요 없어지기 때문에 양자컴퓨터 소형화와 상용화가 가능해진다. 우리가 사용하는 컴퓨터의 성능이 엄청나게 좋아질 것입니다.


초전도체 관련주

최근 초전도체 개발로 인해 초전도체 관련 주식들의 주가가 매우 상승하였습니다. 초전도체 관련 주식이 무엇이 있는지 소개해 드릴 테니 관심 있으신 분들은 잘 검토하셔서 투자하시면 좋겠습니다.

  • 서남
  • 신성델타테크
  • 덕성
  • 모비스
  • 원익피앤이