철도기술연구원, 1,200km 하이퍼튜브 핵심기술 확보해냉동기 없이 운행할 수 있는 ‘초전도 전자석’ 세계 최초 개발[국토매일] 한국철도기술연구원(이하 철도연)은 냉동기 없이도 장시간 자기장을 유지할 수 있는 초전도 전자석 시작품을 세계 최초로 개발하여 시운전에 성공했다.
이번에 개발한 초전도 전자석은 최고시속 1,200km로 달릴 하이퍼튜브 차량의 엔진에 해당하는 부품으로, 자기부상철도의 초고속 주행에 필요한 자기장을 만드는 핵심 장치이다.
하이퍼튜브는 철도연이 개발 중인 초고속 열차이다. 최고속도 1,200km/h로 달릴 경우, 서울에서 부산까지 20분 만에 주행할 수 있다.
초전도 전자석은 작은 전력으로 강한 힘을 내기 때문에 저소비전력이나 초고속 활동이 필요한 발전기, 슈퍼컴퓨터, 초고속 자기부상열차 등에 활용되고 있다. 전자석의 초전도 성능은 영하 270도 내외의 매우 낮은 온도에서 나타나기 때문에, 초전도 전자석에 냉각시스템을 설치하여 운영해야 한다.
철도연이 개발한 초전도 전자석은 영하 210도 이하의 고체상태 질소가 갖는 열용량을 이용하여 냉동기 없이도 장시간 냉각을 유지하는 것이 특징이다. 고체질소가 냉각시스템을 대신하여 전자석의 초전도상태를 유지하는 일종의 냉각 배터리와 같은 역할을 한다.
현재 연구개발 중인 하이퍼튜브에 냉동기 없는 전자석을 적용하게 됨으로써 초전도 전자석을 운전하기 위해 차량에서 필요한 전력을 90% 이상 줄일 수 있고, 냉동기를 없앤 만큼 차량을 경량화할 수 있다.
현재 초전도 방식의 세계 최고속도는 일본에서 개발 중인 자기부상열차로 시속 603km를 기록하고 있다. 일본에서는 초전도체를 영하 269도의 온도로 유지하는 액체 헬륨 냉각시스템을 차량에 상시 탑재하고 있다.
이번에 철도연이 개발한 초전도 전자석 시작품은 냉동기 없이 4시간 운전 가능하다. 향후 6시간 이상 운전할 수 있도록 성능을 개선할 예정이다. 또한, 초전도 전자석을 이용한 하이퍼튜브의 자기부상 및 추진 기술 연구개발을 위한 단거리 테스트베드를 구축할 계획이다. <저작권자 ⓒ 국토매일 무단전재 및 재배포 금지>
댓글
|
많이 본 기사
|