초전도 코일 성능 향상 ‘접착제’ 국산화

국내 연구진이 가속기, 초전도자석 등 다양한 장치에 활용되는 저온용 초전도 코일의 열적 안정성을 높일 수 있는 열전도성 접착제 국산화에 성공했다.

한국기초과학지원연구원은 이계행·최연석 박사와 포항공과대학교 이기라 교수 공동연구팀이 열전도성 접착제를 개발하고 저온용 초전도 코일의 열적 안정성을 세계 최고 수준으로 확보하는 데 성공했다고 7일 밝혔다.

초전도 코일은 임계온도 이하에서 저항이 0이 되는 특징 때문에 상전도 코일에 비해 전기적, 열적 손실없이 더 높은 전류를 흐르게 함으로써 고자기장을 발생시킬 수 있다. 또한 동일한 크기의 자기장을 발생시킬 때 코일의 부피를 상대적으로 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

초전도 코일은 열전도도를 높이고 기계적 형상을 유지하기 위해 코일의 각 층에 접착제가 도포된다. 현재 초전도 코일 제작에 사용되는 기능성 접착제는 미국이 독점해오고 있었다.

공동연구팀은 물과 친화력이 적은 질화붕소의 소수성을 친수성으로 개질할 수 있는 방법을 개발, 개질된 질화붕소를 이용해 기존 상용 에폭시 접착제의 열전도도를 획기적으로 높이는데 성공했다.

개질된 질화붕소를 혼합 제조한 접착제는 기존 상용 에폭시 접착제 보다 열전도도가 2배 이상 향상됐다. 또 상전도영역 전파속도와 냉각속도가 각각 66%, 13% 개선된 사실을 확인했다.

이계행 박사는 “후속연구로 개질된 질화붕소를 국내 기업에서 제작하는 초전도 코일에 적용해 성능 및 안전성을 평가하는 테스트 절차를 협의 중”이라고 말했다.

이번 연구성과는 다학제 공학분야 국제학술지 ‘컴파짓 파트 B: 엔지니어링’ 최신호에 게재됐다. 구본혁 기자