이곳은 개발을 위한 베타 사이트 입니다.기여내역은 언제든 초기화될 수 있으며, 예기치 못한 오류가 발생할 수 있습니다.문서의 임의 삭제는 제재 대상으로, 문서를 삭제하려면 삭제 토론을 진행해야 합니다. 문서 보기문서 삭제토론 초전도체 (문단 편집) === 기대[anchor(상온 초전도체 개발 이후의 파급효과)] === 1기압 상온에서 사용 가능하고, 공기와 직사광선에 계속 노출되어도 괜찮고, 크게 무겁지 않고, 부피가 가늘어도 되고, 내구성도 좋고, 임계전류가 높고, 전달이 가능한 전력의 양이 무한대이고, 가격이 저렴하게 낮출 수 있는 등의 특징을 갖춘, 지금은 상상 속의 초전도체가 일상화된 뒤로 펼쳐질 [[오버 테크놀로지]]스러운 [[기술적 특이점]]과 미래상에 대한 상상 및 기대가 매우 크다. 만약에, 초전도체 실물의 개발에 성공한다면 전세계의 전기공학을 비롯한 산업계에서도 거대한 파급효과로 판도가 뒤바뀌면서 수많은 변화가 올 것으로 추정된다. 하지만 현재 상온 초전도체가 상용화되지 않은 시점에서 아래의 내용은 전부 가능할 것으로 추정되는 것들일 뿐이기에 '''재미로만''' 볼 것. * 컴퓨터 분야 * [[프로세서]]의 발열이 매우 줄어들고 [[전성비]][* 전기 소비의 가성비 ]가 엄청나게 상승한다. - 냉각 수요가 매우 줄어들어 소음이나 고장도 거의 없어지고 전자기기의 소형화가 가능해지는데다 관리가 편리해지고 수명까지 현재보다 더욱 길어진다. 그리고 가용한 기술력의 최대 한계치까지 극한의 성능을 뽑아낼 수 있게 된다. 발열이 없으니 오버클럭이 더 이상 오버클럭이 아니게 된다는 의미다. [[스마트폰]]같이 전성비가 중요한 제품의 경우에도 성능과 배터리 사용시간이 비약적으로 상승할 것이다. 이것이 중요한 이유는 현재 [[팹|반도체 공정]]의 미세화에 따른 [[트랜지스터]]의 크기가 물리적 한계[* [[2023년]] 기준, [[TSMC #s-5.25|최신 반도체 공정은 '''3nm'''에 도달]]했다. 신기술이 더이상 적용되지 않는이상 양자 터널링 효과로 인해 0.5nm 정도가 물리적인 한계이다. 반도체 공정이 [[무어의 법칙|약 4년에 2배씩 정교해지는 추세]]를 감안하면, 0.5nm 도달까지 20년이 채 남지 않았다.]에 도달하여 근 미래에 [[무어의 법칙]]이 깨지게 될 예정이기 때문이다. 최근 50년간 인류는 거의 모든 분야에서 비교가 불가능할정도로 비약적인 발전을 했는데, 이는 모두 [[PC]]의 보급에 따른 [[반도체]] [[시장경제]]의 엄청난 활성화로[* 인류의 모든 [[예술]]ㆍ[[산업]]분야에서 컴퓨터를 사용하거나 의존하며, 거의 모든 인류 [[PC|개개인이 컴퓨터를 소유]]하게 되었다(예: [[스마트폰]]).이로 인해 반도체 시장에는 [[수요함수|수요에 따른 천문학적인 금액]]이 모이게 되고, 이는 모두 반도체 회사간의 경쟁을 위한 개발 투자금으로 활용되어, [[팹|공정 미세화]]와 [[최적화]]로 더 빠른 반도체를 만들어낸다. 이는 또다시 인류의 거의 모든 분야를 발전시키며, 더 많은 돈이 모이게 되고, 이 돈이 또다시 반도체를 개발하는데 쓰이는 엄청난 [[양성 피드백]]이 일어난다. 이 과정에서 인류는 미친듯이 발전했고, 반도체 시장은 세계에서 가장 큰 돈이 모이는 단일 시장이 되었다. 그 예로, 반도체 시장의 일부에 불과한 [[DRAM]] 분야를 휘어잡은 [[대한민국]]이, 단숨에 [[선진국]] 반열에 들어갈 정도로 돈을 벌 수 있었다.] 인한 컴퓨팅 능력 향상에 기인한 것이다. 이를 요약하자면 다음과 같다. 컴퓨터 [[무어의 법칙|성능향상의 한계]]로, 인류는 [[기술 지체|거의 모든 분야의 발전이 정체할 위기에 처해있으며,]] 상온 초전도체가 '''이 문제를 해결해줄 가능성이 생긴다.''' * '''[[양자컴퓨터]]의 소형화ㆍ상용화가 용이해진다.''' - 현재 양자컴퓨터는 극저온을 구현해야만 사용 가능하기 때문에 크기가 매우 크며, 막대한 에너지가 들어간다. 상온 초전도체가 적용된다면 초전도현상을 위한 냉각이 필요없어진다, 하지만 여전히 중첩상태를 유지하기 위해서는 저온 상태를 유지해 외부영향을 최소화할 필요가 있다. 그래도 기술적으로 개발이 용이해지는면이 있고 장비의 크기가 줄어들수 있기에 소형화와 상용화에 큰 이점이 될 수 있다. * 자기적 이용 * [[MRI]] - 촬영비용이 매우 저렴해질 수 있다. 비용 중 상당수가 냉각을 위한 액체[[헬륨]] 비용이기 때문이다. * [[로봇]]과 인공근육 - 작고 강력한 전자석으로 강력한 인공근육을 만들 수 있다. 이는 단순히 로봇산업의 도약을 넘어 군사기술을 포함한 문명 수준을 크게 발전시킬 것이며, 가볍고 강력한 인공 근육은 신체 일부가 마비되거나 결손된 장애인들의 삶을 크게 개선시킬 것이다. * [[전동기]]와 [[발전기]] - 코일에서의 발열이 없어져 효율이 오름은 물론 기존보다 훨씬 강력한 모터와 발전기를 만들 수 있다. * [[자기부상열차]] - 철도 건설 및 열차 부상비용이 매우 저렴해질 수 있다. 2022년 시점에 이미 자기부상열차를 통한 여객은 [[고속철도]]보다 저렴하므로, 설치와 유지보수까지 저렴하고 쉬워진다면 [[비행기]] 산업이 위축될 수 있다. * '''[[핵융합 발전]]의 경제성이 크게 올라 상용화될 수 있다.''' - 핵융합 발전의 비효율성중에 하나는 발열로 인한 냉각 때문이다. 발열이 사라진다면 손쉽게 전자기 응축이나 아크 가열식 [[수소폭탄|핵융합 폭탄]]의 생산이 쉬워져, 군사적 사용을 넘어 우주선 추진체로도 쓸 수 있다. 초전도체로 인해 핵융합모듈의 소형화가 가능해지면 거의 모든 교통수단에 적용할 수 있을 것이다. * [[플라즈마]] - 관련 응용이 쉬워지고, 각종 산업용 기구의 덩치가 줄고 기능이 개설될 수 있다. 고에너지 물리학 연구에 드는 비용도 훨씬 줄어들 것이다. * [[계전기]], [[전자석#s-4|EM락]] 등 전자석을 이용한 각종 장비 - 코일 가동시 전기 저항으로 인한 대기전력이 사라지며, 코일 내에서 전류가 맴돌도록 하여 정전이 되어도 자기력을 유지하게 만들 수 있다. 또한 톤 단위의 힘을 버틸 수 있는 초강력 EM락을 제작하여 강력보안이 필요한 장소에도 사용할 수 있다. 산업 현장에서도 전자석 [[크레인]]에 초전도 코일을 적용하면 전력 효율 뿐 아니라 들어올릴 수 있는 무게 또한 크게 증가시킬 수 있다. * [[EMP]] 발생기, [[레일건]] 등 전자기력으로 구동하는 무기류의 크기, 무게, 유지비용을 크게 줄일 수 있다. * 전기적 이용 * [[전선(전기)|전선]] - 송전 효율이 '''거의 100%'''가 된다.[* 다만, 직류 송전을 하지 않는 이상, 송전선과 대지 사이의 커패시턴스와 송전선 자체의 인덕턴스로 인한 교류 전력의 일부 손실은 발생할 가능성도 있다.] 따라서 송배전 전압을 지금처럼 매우 높게 유지하지 않아도 되며, 대용량 직류 송전기술이 비약적이고 진보한 방향으로 성장할 것이다.[* [[토머스 에디슨]]의 직류 송전은 구리선을 이용했기 때문에 발전소로부터 1~2 km 내로만 송전이 가능했으나, 만일 초전도체를 사용했다면 훨씬 더 멀리 보낼 수 있었을 것이다.] 비가 오지 않는 사막과 같은곳에 태양광 발전소를 대량 설치하여 다른 대륙으로 손실 없이 보낼수 있게 되어 에너지 혁명이 일어난다.[* 전기 생산 이후의 유지비가 줄어들 것이므로 전체적인 전기 요금이 인하될 수 있고, 궁극적으로는 지긋지긋한 전기요금 누진제가 완화/폐지될 가능성도 예상할 수 있다.] 세계의 전력사용량은 일정하므로 국가별 전력피크, 부족, 심야전기 낭비 문제가 거의 해결되고 [* 혹시나 심야전기라는 단어에서 전기 난방의 가성비 개선을 떠올렸다면 아직은 살짝 곤란하다. 초전도체가 가지는 의미는 전기의 송전 과정에서 발생하는 손실률을 0에 수렴시킬 수 있다는 것이지 전기 보일러와 같은 저항덩어리에서의 효율 개선이 아니기 때문이다. 단지 상온초전도체를 이용한 송전 효율 증가가 전기 요금 인하 로 이어져 통상적인 가스/기름 보일러 대비 가성비가 현격히 좋아진다는 선제 조건이 달성된다면 전기 난방이 득세할 가능성이 있다. 혹은 역으로 가스/기름의 원가가 낮아진다든가.], 신재생에너지가 풍부한 국가로부터 주요 에너지 소비 국가들이 에너지를 받게 될 것이다. 또한 변전소와 송전탑 갯수가 줄어들어 님비현상으로 인한 반대 시위를 잠재울 수 있다. * [[변압기]] 및 [[인덕터]] - 이론상으로 코일의 변전효율이 100%가 될 수 있다.[* 철심에서의 [[와전류]]나 히스테리시스 등 도선 저항 외적인 이유로 인한 미미한 손실은 발생할 수 있다.] [[전봇대]], [[변전소]] 시설 부지, 인도를 점유하는 변압기 등의 부피가 크게 줄어들어서 도시미관이 향상될 수 있다. 각종 [[SMPS]]도 변압기와 인덕터의 손실이 줄어들면서 변환 효율성이 크게 오름은 물론 배선이 가늘어지면서 크기 또한 줄일 수 있게 된다. * [[축전기]] - 전극판과 연결 도선의 등가 직렬 저항(ESR)이 없어지게 되어 노이즈를 더 효과적으로 제거하거나, 순간적으로 매우 강한 전류를 출력할 수가 있게 된다. * [[에너지 저장 체계]] - 닫힌 초전도 코일 내에서 전류가 무한히 맴도는 성질을 이용하여 배터리 대신 전력을 저장하는 장치 [[https://en.wikipedia.org/wiki/Superconducting_magnetic_energy_storage|SMES(superconducting magnetic energy storage)]]를 개량하여 기존 화학식 배터리를 어느정도 대체할 수 있다. 무거운 냉각장비가 필요없어지면 빠른 충방전 속도와 사실상 영구적인 수명[* [[이차 전지]]는 충방전을 반복할수록 비가역적인 화학적 변화가 일어나 결국 수명을 다하며, [[슈퍼 커패시터]]도 수십만 회의 유한한 충방전 수명을 가지지만, 초전도체는 코일이 물리적으로 파괴되지 않는다면 거의 영구적으로 에너지를 저장할 수 있다.]이라는 장점을 활용할 여지가 많아진다. 현재 [[LHC]]의 에너지 밀도는 11kJ/kg이며,[* [[입자가속기]]에 초전도 에너지 저장장치가 달려있다는 의미가 아니라 초전도코일로 이루어진 입자가속기 자체가 전자기장 형태로 에너지를 저장한다는 의미이다. [[LHC]]가 최대 상태로 운영중일때 둘레 27km 초전도 코일엔 약 9GJ(TNT 1.5톤급)의 에너지가 저장된다. [[https://spectrum.ieee.org/analyzing-the-lhc-magnet-quenches|#]]] 최신 리튬 배터리는 1000kJ/kg에 달함으로[* 최신 테슬라 배터리의 에너지 밀도는 300Wh/kg에 거의 육박한다. 이를 환산하면 1080kJ/kg = 1.08MJ/kg이 나온다.] SMES의 에너지 밀도는 아직 현존하는 배터리에 미치지 못한다. 하지만 SMES의 에너지 밀도 한계는 화학적 한계가 아닌 자체 자기장으로 만들어진 [[로렌츠 힘]]에 의한 장력을 초전도체가 버틸 수 있는지에 대한 재료공학적 한계로 발생한다.[* 만약 SMES의 용량을 초과한다면 초전도선이 장력을 이기지 못해 저장장치가 사방으로 폭발하듯 흩어지거나, 강력한 자체 자기장에 의해 초전도 성질을 잃어버려 다량의 열에너지가 순식간에 발생한다. 특히 초전도성을 잃어버리는 현상을 Quenching이라 부르며 입자가속기나 MRI를 고장내는 주범이다. [[https://doi.org/10.13182/FST81-A19948|출처]]] 이는 도선에 [[탄소나노튜브]] 등을 첨가해 개선될 수 있다. [[https://twitter.com/Jordan_W_Taylor/status/1687139004578242560?t=bgRaO-zgmxUPhT0_wTrJeA&s=19|#]] * [[전기철도]] - 복잡한 변전 시설과 설비를 단순화할 수 있게 되며, 직류 급전방식을 [[고속철도]]에도 활용 가능하게 된다. [[절연구간]] 또한 대부분 불필요해질 것이다. 귀전선인 레일에도 초전도체를 사용하면 레일에서 대지로 누출되는 전류로 인한 부식현상을 막을 수 있다. * [[전기자동차]] - 모터 코일과 각종 배선의 저항이 없어져 전비가 향상되며, 내연기관차와 비교시 단점으로 지적되던 충전 속도도 비약적으로 끌어올릴 수 있게 된다. * 회로설계가 비교적 간편해진다. 도선의 저항을 나타나던 많은 비선형 [[미분방정식]]이 선형화되어 쉽게 해결할 수 있어진다. * 고방전 배터리나 슈퍼 콘덴서에 초전도 코일을 직접 연결하는 방식으로 현재보다 훨씬 간단하고 강력한 전자기 추진장치를 제작할 수 있다. 작게는 인명 살상이 가능한 [[코일건]]부터 크게는 [[빅 바빌론]] 같은 [[스페이스 건]]을 만들어 쓸 수도 있다. * 과전류로 인한 전기화재 사고가 줄어들고, 전자기기의 가동 과정에서 발생하는 저항(=발열)이 줄어들어면서 적절한 차폐만 되어있다면 전자기기의 수명도 대폭 길어지게 된다. * 또한, 미래에는 가정용이나 산업용 전력시설에서 전기를 공급하는 배선과 설비를 개선하여 저항으로 낭비되지 않고 효율적인 전기를 사용할 수 있는 방향으로 빠르게 변화할 것으로 예상된다.[* 사실, 어느 분야든 신기술이 새롭게 개발되면 산업용으로 먼저 사용한 뒤에 점차 가정용 및 상업용으로 상용화되어 신기술이 적용된다.] 일단, 초전도체를 사용하여 전력의 효율성이 극대화가 되는 설비로 바꾸면서 산업계의 전기세가 비약적으로 줄어들 가능성이 있다.저장 버튼을 클릭하면 당신이 기여한 내용을 CC-BY-NC-SA 2.0 KR으로 배포하고,기여한 문서에 대한 하이퍼링크나 URL을 이용하여 저작자 표시를 하는 것으로 충분하다는 데 동의하는 것입니다.이 동의는 철회할 수 없습니다.캡챠저장미리보기