벌크 초전도체를 이용한 플라이휠 에너지 저장장치

지난 10년간의 고온 초전도체에 대한 제조공정개발 및 물성향상에 대한 집중적인 연구로 산화물 초전도체를 다양한 분야에 응용할 수 있게 되었다. 용융공정으로 제조된 집합조직 Y-계 고온초전도체는 액체질소의 비등점인 77 K, 수 테슬라 이상의 고자장에서 10⁴A/㎠ 이상의 임계전류밀도 및 영구자석 위에서 강력한 부상특성을 나타낸다. 초전도체와 영구자석간의 부상특성을 이용한 초전도 플라이휠 에너지 저장장치가 단기간 내에 실용화 될것으로 전망된다. 고온초전도체를 사용한 플라이휠은 에너지저장 시 손실율이 하루에 2% 이내로 매우 적다. 또한, 에너지의 저장 및 전환, 출력과정이 공해를 발생하지 않는 친화적인 시스템이다. 고온초전도체 플라이휠 연구는 수~수십 Wh 용량의 시제품제작 및 작동을 통해 실용 가능성이 입증되었다. 플라이휠 재료도 고강도, 저밀도의 섬유 복합재료의 개발로 원주속도 1000 m/sec 이상의 고속회전이 가능하게 되었다. 따라서, 수 KW~수㎿h 용량의 고온초전도체 플라이휠을 목표로 연구가 진행되고 있다. 현재까지의 고온초전도체 연구동향 및 영구자석과 초전도체의 부상특성을 이용한 응용분야에 대하여 기술하였다.