자기부상열차 원리, 상온 초전도체 개발에 열광인 이유

자기부상열차는 초전도체를 이용하여 차체를 공중에 띄워 앞으로 나아갑니다. 이는 레일(철도)과의 마찰을 줄여주어 불필요한 에너지 소모를 줄여준다는 장점이 있는데요. 마찰과 에너지 소모를 줄여주는 자기부상열차 원리와 상온 초전도체 개발의 영향을 다뤄보겠습니다.

 

중국의 자기부상열차, 사진=신화통신

 

자기부상열차 원리와 초전도체의 활용

현재 우리가 자주 이용하는 지하철이나 기차는 열차의 바퀴가 철도(레일)와 마찰을 일으키기 때문에 앞으로 나아가기 위해선 상당한 에너지가 필요합니다.

 

하지만 이러한 마찰이 없어진다면, 불필요한 에너지 사용을 감소시킬 수 있고 마찰할 때 발생하는 분진 또한 없애줄 수 있어 친환경적이고 쾌적한 환경에서의 고속 열차 운행이 가능하게 됩니다.

 

이러한 마찰을 줄이기 위해서 열차를 공중에 띄우는 기술이 '자기부상' 기술이며 이것은 자기부상열차 원리의 핵심입니다. 

 

 

자기부상이란, 말 그대로 '자석의 힘으로 위로 뜨는 것'을 말합니다. 자석은 같은 극끼리는 서로 밀어내는 특성이 있습니다. 이 원리를 이용하여 열차 바닥과 선로를 같은 극의 자석으로 만들어 열차를 부상하게 만드는 것입니다.

현재의 자기부상 열차에는 전자석을 통해 일어나는 자기력을 이용하여 열차를 부상시키는 기술이 주를 이루고 있습니다.

만약 '상온 초전도체'가 개발된다면?

현재의 초전도체는 대부분 극저온에서 초전도성을 띠게 됩니다. 초전도 현상이 일어나는 상황 자체가 매우 제한적이기 때문에 현재는 이용하기가 어렵고 비용도 많이 들어 상용화되어 있는 제품이 굉장히 소수인 것이죠.

 

하지만 상온 초전도체가 개발에 성공하게 된다면 얘기가 달라집니다.

 

 

최근 대한민국의 고려대 출신 이석배 대표가 이끄는 '퀀텀에너지연구소'의 상온 초전도체 개발에 대한 논문 발표에 전 세계의 이목이 집중되었던 이유 중 하나는 초전도체의 실용성이 굉장히 높아진다는 점입니다.

 

만약 1기압 상온에서도 초전도성을 띠는 상온 상압 초전도체가 개발에 성공하게 된다면 자기부상열차를 개발 및 운행하는 비용이 모두 절감되어 멀지 않은 미래에 우리가 사는 도시에서도 지하철이 아닌 자기부상열차가 들어서게 될 가능성이 높아질 것입니다.

 

그리고 개발이 쉬워질수록 당연히 열차의 성능 또한 엄청난 발전을 이룩하여, 먼 미래의 이동수단일 것만 같던 '하이퍼루프' 등 초고속 이동수단의 개발이 이루어질 것입니다. 상상만 하던 서울에서 부산까지 20분밖에 걸리지 않는 일이 현실로 다가오게 되는 것입니다.

 

이뿐만 아니라, 대부분의 전자기기는 물론이고 전선 케이블에도 사용할 수 있게 되어 적은 전력으로 극한의 효율을 낼 수 있게됩니다. 최신 과학기술 기반 IT기기 개발부터 우리가 사용하는 전력에 대한 전기세 절감에도 적지 않은 영향을 미칠 수 있습니다.

 

상온 초전도체가 개발된 미래의 모습을 상상하는 것만으로도 우리에게는 즐거운 일입니다. 이 상상이 현실이 되는 날이 하루빨리 찾아오기만을 기대해 보겠습니다.