한승용 서울대 전기정보공학부 교수(가운데)/사진제공=삼성전자
한 교수 연구팀은 이번 연구를 통해 직류 자기장 45.5 테슬라(Tesla)를 기록하며,
지난 20여년간 넘지 못했던 직류 자기장 세계 최고 기록(기존 44.8 테슬라)을 경신했다. 이 연구 결과는 13일 국제적인 학술지 네이처 본지(제 1저자 한승용 교수)에 발표됐다.
그는 이번 연구 결과가 △암 진단용 MRI(자기공명영상)·신약개발용 분석장비 등 의료 분야 △풍력 발전·에너지 저장 장치 등 에너지 분야 △ 오폐수 처리 등 환경 분야 △전기 추진 등 수송 분야 △고효율 산업용 기기 등 산업 전반에 걸쳐 큰 파급 효과가 있을 것으로 예상했다.
한 교수 연구팀은 기존 초전도 자석에서 필수적으로 여겨졌던 전기 절연부를 의도적으로 제거한 '무절연 고온 초전도 자석' 구조를 세계 최초로 제안해 초전도 자석 제작 방식의 패러다임을 바꾼 것으로 평가받고 있다.
실제로 기존 초전도 자석에 비해 50배 이상의 높은 에너지 밀도를 가지면서도 직경 34 mm, 높이 53 mm의 초소형으로 설계된 '무절연 고온 초전도 인서트 코일'을 개발했다. 이 연구 결과를 통해 고온 초전도 자석 기술의 상용화에 획기적인 전기가 마련될 것으로 기대된다.
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한 교수 연구팀의 이번 연구 과제는 지난해 6월 삼성미래기술육성사업의 과제로 선정돼 연구 지원을 받고 있다. 아울러 한국연구재단과 미국국립과학재단도 지원해왔다.
삼성전자 관계자는 "이번 연구 초반 '무절연 고온 초전도 자석'이 45.5 테슬라의 초고자기장에서 구동될 때 발생하는 독특한 기계적 변형의 원인을 규명하지 못하는 어려움이 있었다"고 설명했다. 이어 "삼성전자 (76,700원 ▲400 +0.52%) 미래기술육성센터의 연구 지원을 통해 무절연 고온 초전도 자석에서 발생하는 비선형 전류 특성을 새롭게 해석하는 기법을 개발하고 기계적 변형의 원리를 규명했다"고 말했다.
서울대 한승용 교수 연구팀의 무절연 고온 초전도 자석 구조/사진제공=삼성전자