머스크 머쓱할 초혁신, 전기차 주행거리 무제한 시대?

최근 대한민국에서 무료 논문 저장 사이트인 'arXiv'에 업로드한 하나의 논문이 전 세계에 큰 파장을 일으키고 있다.

논문의 내용은 세계 최초의 상온 및 상압 조건에서도 초전도체의 성질을 띄는 물질인 LK-99를 한국의 과학자들이 발견했다는 것이다. 때문에 세계의 여러 연구기관에서 LK-99가 진짜 초전도체인지 확인하기 위해 실험을 거듭하고 있다.

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초전도체란?

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먼저 초전도체는 전기저항이 '0'인 물질을 말한다. 여기서 말하는 전기저항이 '0'은 에너지 소모가 없다는 뜻이다. 처음 초전도체를 발견한 것은 1911년으로 초전도체를 구현하기 위해서는 영하 269도에서만 구현돼 실생활에 활용하는데 많은 제약이 따라왔다. 때문에 첫 발견 후 100여 년이 지난 지금 시점까지 과학계에서는 상온 및 상압 조건에서 초전도 현상을 구현하기 위해 많은 노력을 해 왔다.

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초전도체가 산업에 끼치는 영향

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때문에 국내 연구진이 발명한 LK-99가 사실이라면 후대에, 산업 혁명의 상징인 증기기관의 발명을 뛰어넘는 인류 역사 이래 최대의 발명이자 게임 체인저로 평가받을 것이다. 인류 역사의 변곡점으로 현대 과학 기술 및 산업의 양상과 판도를 바꿀 수 있기 때문이다.

초전도체 기술이 상용화가 된다면, 산업계, 경제계, 의료계 등 모든 방면에서 지금과 다른 양상을 띄겠지만, 실생활에서 가장 먼저 눈에 들어올 변화는 도로를 점령한 전기차들 일 것이다.

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초전도체가 전기생산에 끼치는 영향

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핵융합 발전으로 무한에 가까운 에너지를 얻을 수 있다. 핵융합 발전을 쉽게 설명하면 지상에서 인공태양을 만들어 전기에너지를 얻는 방식이다. 이론상 1kg의 핵융합 연료가 1만 톤의 화석 연료와 맞먹는 에너지를 만들 수 있으며, 온실가스 및 방사성 폐기물 등의 오염물질을 발생시키지 않아 친환경적이기도 하다.

현재 기술로 핵융합 발전을 하기 위해서는 극저온 초전도체를 활용하는 방식을 사용해 운용도 어렵고 유지 비용도 많이 발생하고 있다. 하지만 상온 초전도체가 상용화되면 기존 핵융합 발전이 갖고 있던 경제성 문제와 운용의 어려움이 해결된다.

현재 발전소에서 만든 전기를 각 가정으로 보내는 과정에서 많은 전력 손실이 발생한다. 전력 손실량을 줄이기 위해서 높은 전압으로 송전선을 통해 전기를 옮기고 있지만, 그럼에도 우리나라는 한 해에 대략 6732억 원 상당의 전력 손실량이 발생한다. 초전도체가 상용화된다면 저항이 '0'이므로 손실량이 0에 가깝게 낮아져 전기세가 많이 저렴해질 것이다.

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초전도체가 전기차에 끼치는 영향

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전기차의 작동 원리는 배터리에 충전된 전류가 흐르면서 발생한 전기에너지를 모터가 회전 운동 에너지로 바꿔 차를 움직인다. 하지만 해당 과정을 거치면서 일반적으로 전기에너지의 20%는 저항에 의한 열에너지로 사라지게 된다.

하지만 모터에 초전도체가 적용된다면 기존 대비 적은 전기에너지로 강력한 구동력을 얻을 수 있게 된다. 또한 배터리 역시 초전도체 기술이 적용되어 차에 탑재하면 기존 전기차가 가진 큰 단점인 배터리 대비 가벼운 무게와 높은 효율로 더욱 긴 주행거리를 얻을 수 있다. 

이런 인프라를 바탕으로 도로에는 전기차가 절대다수를 차지 할 것이다. 전기차의 연료가 되는 전기가격이 저렴해져 일반 내연기관 차량보다 유지비가 훨씬 저렴해지기 때문이고, 빠르게 파괴되는 환경도 깨끗해질 것으로 예상할 수 있다.