Kori Insight

늦은 밤에도 반도체 공장과 AI 데이터센터는 쉬지 않고 돌아갑니다.그런데 외부 전력망의 전압이 불과 몇 밀리초 동안 흔들리는 것만으로도 정밀 장비가 멈추거나 생산 중이던 제품에 문제가 생길 수 있습니다.이때 필요한 것은 몇 시간 동안 전기를 공급하는 거대한 배터리가 아닙니다.전압이 흔들리는 바로 그 순간, 저장된 전력을 빠르게 꺼내 보내는 장치가 필요합니다.이 역할을 위해 연구되는 기술이 초전도 자기 에너지 저장장치 SMES입니다.SMES란 무엇일까요?SMES는 ‘Superconducting Magnetic Energy Storage’의 약자입니다.우리말로는 초전도 자기 에너지 저장장치라고 부릅니다.일반적인 배터리는 전기를 화학에너지로 바꾸어 저장합니다.반면 SMES는 초전도 코일에 직류를 흘려 강한 자..

대형 항공기가 이륙하려면 짧은 시간에 엄청난 추력이 필요합니다.문제는 더 멀리 날기 위해 연료를 많이 실을수록 항공기가 무거워지고, 그 무게를 띄우기 위해 다시 더 많은 연료가 필요하다는 점입니다.그래서 항공기 설계에서는 엔진 효율뿐 아니라 모터와 발전기, 전력케이블의 무게까지 매우 중요하게 다뤄집니다.이 과정에서 주목받는 기술이 바로 초전도 모터와 발전기입니다.초전도 모터란 무엇일까요?전기모터는 전기에너지를 회전운동으로 바꾸어 프로펠러나 팬을 돌리는 장치입니다.일반 모터에는 구리 코일이 들어가지만, 큰 전류가 흐르면 전기저항으로 인해 열이 발생합니다.출력이 커질수록 코일과 냉각장치, 전력케이블도 두껍고 무거워집니다.초전도 모터는 코일의 일부 또는 전체에 초전도체를 사용합니다.초전도체를 매우 낮은 온도로..

아침이 시작되면 전기버스가 움직이고, 고층 빌딩의 냉난방 시스템이 켜지며, AI 데이터센터의 서버도 본격적으로 계산을 시작합니다.미래 도시는 지금보다 훨씬 많은 전기를 사용하게 될 가능성이 큽니다.하지만 도시의 지하 공간은 이미 지하철, 통신선, 상하수도, 가스관과 전력 케이블로 가득합니다.같은 공간에서 더 많은 전기를 안정적으로 보내려면 새로운 전력 인프라가 필요합니다.그 후보 가운데 하나가 바로 초전도 전력망입니다.구리선이 도시의 한계가 되는 이유구리는 전기가 잘 흐르고 가공과 수리가 쉬워 오랫동안 전력망의 핵심 소재로 사용됐습니다.하지만 구리선에도 전기 저항이 있습니다.전류가 많이 흐를수록 열이 발생하고, 일부 에너지는 전송 과정에서 손실됩니다.더 많은 전기를 보내려면 케이블을 굵게 만들거나 전압을..

연필심과 다이아몬드는 모두 탄소로 이루어져 있습니다.하지만 탄소 원자가 어떤 모양으로 배열되느냐에 따라 전혀 다른 성질을 갖게 됩니다.원자 한 층으로 펼쳐진 그래핀과, 그래핀을 가느다란 관처럼 말아 만든 탄소 나노튜브도 마찬가지입니다.이 두 물질은 아직 상온 초전도체가 아니지만, 전자의 움직임을 원자 수준에서 조절할 수 있어 차세대 양자 소재로 주목받고 있습니다.초전도체는 왜 특별할까요?초전도체는 특정 온도 아래에서 전기 저항이 사라지는 물질입니다.일반 전선에서는 전류가 흐르는 동안 일부 에너지가 열로 손실됩니다. 반면 초전도 상태에서는 전자들이 쿠퍼쌍을 이루며 집단적으로 움직여 저항 없이 전류를 전달할 수 있습니다.초전도체가 자기장을 밀어내는 마이스너 효과도 중요한 특징입니다.이러한 성질은 전력망뿐 아..

황화수소(H₂S)는 보통 독한 냄새를 가진 기체로 알려져 있습니다.하지만 이 평범한 물질이 극한의 압력 속에서는 전혀 다른 모습을 보여주며, 초전도체 연구의 중요한 전환점이 되었습니다.2015년 발표된 연구는 "수소가 풍부한 물질이라면 더 높은 온도에서도 초전도성이 가능하다"는 오래된 이론을 강하게 뒷받침했고, 이후 차세대 초전도체 연구가 더욱 활발해지는 계기가 되었습니다.초전도체에서 가장 중요한 것은 임계온도초전도체는 일정 온도 이하에서 전기 저항이 거의 0이 되는 물질입니다.이 경계 온도를 임계온도(Critical Temperature)라고 부르며, 이 온도가 높을수록 실제 활용 가능성이 커집니다.황화수소 계열 물질은 초고압 환경에서 기존 금속 초전도체보다 훨씬 높은 임계온도를 기록하며 큰 관심을 받..

거대한 냉장고처럼 보이는 장비 안에 작은 칩 하나가 들어 있습니다.칩 주변의 온도는 거의 절대영도에 가깝습니다. 우주 공간보다도 차가운 환경에서 전기 신호를 정밀하게 조절하며 계산을 수행합니다.그 안에서 작동하는 핵심 부품이 바로 초전도 큐비트입니다.현재 IBM과 Google을 비롯한 여러 기업이 초전도 회로를 이용해 양자 컴퓨터를 개발하고 있습니다.그렇다면 전기 저항이 사라지는 초전도 현상은 어떻게 새로운 계산 기술로 이어지는 것일까요?일반 비트와 큐비트는 무엇이 다를까요?일반 컴퓨터의 비트는 0 또는 1 가운데 하나의 값을 가집니다.반면 양자 컴퓨터의 큐비트는 양자역학의 중첩을 이용해 0과 1의 가능성을 함께 다룰 수 있습니다.여러 큐비트가 서로 연결되는 얽힘 현상까지 이용하면, 기존 컴퓨터와는 다른..

상온 초전도체 재현 실험은 왜 중요했을까2023년 여름, 과학계는 아주 빠르게 뜨거워졌습니다.한국 연구진이 LK-99라는 물질에서 상온·상압 초전도성을 보였다고 주장했기 때문입니다.만약 이 말이 사실이라면 의미는 엄청났습니다.전기저항이 0인 송전선, 냉각 부담이 줄어든 AI 데이터센터, 더 강력한 MRI, 자기부상열차, 핵융합 초전도 자석까지 연결될 수 있었습니다.쉽게 말해 전기가 흐르면서 열로 사라지는 손실을 크게 줄일 수 있는 꿈의 재료가 등장한 것처럼 보였던 겁니다.하지만 과학에서 진짜 중요한 질문은 따로 있습니다.“다른 연구소에서도 똑같이 만들 수 있는가?”이 질문 때문에 전 세계 연구소들이 동시에 움직였습니다.한국, 중국, 인도, 독일, 미국의 연구팀들이 시료를 만들고, 전기저항과 자기 반응, ..

LK-99 논란은 왜 전 세계를 흔들었을까2023년 여름, 과학 뉴스 하나가 전 세계 인터넷을 뜨겁게 만들었습니다.“한국 연구진이 상온·상압 초전도체를 만들었다.”이 문장은 너무 강했습니다.상온.상압.초전도체.만약 사실이라면 전력망, 자기부상열차, MRI, 핵융합 발전, 양자컴퓨터, AI 데이터센터까지 한꺼번에 다시 생각해야 할 만큼 큰 발견이었습니다.초전도체는 전기저항이 0이 되는 물질입니다.전기가 흐를 때 에너지가 열로 새어나가지 않는다는 뜻입니다.또 자기장을 밀어내는 마이스너 효과가 나타나면, 자석 위에 물체가 떠 있는 듯한 현상도 가능합니다.문제는 조건이었습니다.지금까지의 초전도체는 대부분 극저온이나 초고압 같은 까다로운 환경이 필요했습니다.그래서 상온·상압 초전도체라는 말은 과학계와 산업계를 동..

SMES는 전기차 시대의 숨은 열쇠가 될까한밤중 고속도로 휴게소를 떠올려보면 SMES의 필요성이 조금 더 쉽게 보입니다.전기차 여러 대가 동시에 초고속 충전기에 꽂힙니다.운전자는 빠른 충전을 기대하지만, 충전소 뒤쪽의 전력 설비는 갑자기 큰 부담을 받습니다.전기차 한 대를 충전하는 일은 스마트폰을 충전하는 것과 다릅니다.짧은 시간에 큰 전력을 밀어 넣어야 하기 때문입니다.전기차가 많아질수록 문제는 자동차 안의 배터리만이 아니라, 그 배터리에 전기를 공급하는 전력망으로 옮겨갑니다.이때 주목받는 기술이 초전도 에너지 저장 장치, SMES입니다.SMES는 Superconducting Magnetic Energy Storage의 약자입니다.말 그대로 초전도 자석을 이용해 에너지를 저장하는 방식입니다.SMES는 ..

초소형 MRI가 주목받는 이유응급실에 뇌졸중 의심 환자가 도착했다고 생각해보겠습니다.말이 어눌해지고, 한쪽 팔다리에 힘이 빠지고, 의료진은 빠르게 뇌 상태를 확인해야 합니다.하지만 기존 MRI는 쉽게 움직일 수 있는 장비가 아닙니다.전용 MRI실이 필요하고, 강한 자기장에 맞춘 공간과 안전 관리가 필요합니다.환자가 중환자실에 있거나 산소호흡기, 모니터, 주입 장비를 달고 있다면 검사실까지 이동하는 일 자체가 부담이 됩니다.초소형 고성능 MRI가 주목받는 이유가 여기에 있습니다.핵심은 단순히 MRI를 작게 만드는 것이 아닙니다.MRI를 환자가 있는 곳 가까이 가져가고, 낮은 자기장에서 부족한 영상 품질을 AI로 보완하는 흐름입니다.MRI는 원래 왜 크고 비쌌을까MRI는 자기공명영상입니다.우리 몸속 수소 원..