철도기술연구원, 자기부상 ‘초전도 전자석’ 세계 최초 개발
냉동기 없이도 장시간 자기장 유지
1,200km 운행 ‘하이퍼튜브’ 자기장 장치
한국철도기술연구원(원장 나희승)은 지난 4일 냉동기 없이도 장시간 자기장을 유지할 수 있는 ‘초전도 전자석’ 시작품을 세계 최초로 개발, 시운전에 성공했다고 최근 밝혔다.
이번에 개발한 초전도 전자석은 최고시속 1,200km로 운행될 하이퍼튜브 차량 엔진에 해당하는 핵심부품으로 자기부상철도의 초고속 주행에 필요한 자기장을 만드는 장치다.
‘하이퍼튜브’는 최고속도 시속 1,200km를 목표로 철도연이 개발 중인 초고속 열차로 서울에서 부산까지 20분 만에 주행할 수 있다.
초전도 전자석은 작은 전력으로 강한 힘을 발휘해 저소비 전력이나 초고속 활동이 필요한 발전기, 슈퍼컴퓨터, 초고속 자기부상열차 등에 활용되고 있다.
전자석의 초전도 성능은 영하 270도 내외의 매우 낮은 온도에서 나타나 초전도 전자석에 냉각시스템을 설치, 운영해야 한다.
철도연에서 개발한 초전도 전자석은 영하 210도 이하의 고체상태 질소가 갖는 열용량을 이용, 냉동기 없이도 장시간 냉각을 유지할 수 있다.
고체질소가 냉각시스템을 대신해 전자석의 초전도 상태를 유지하는 일종의 냉각 배터리와 같은 역할을 한다.
특히, 초전도 전자석 시작품은 냉동기 없이 4시간 운전 가능하며, 향후 6시간 이상 운전할 수 있도록 성능을 개선할 예정이다.
또한, 초전도 전자석을 이용한 하이퍼튜브의 자기부상과 추진 기술 연구개발을 위한 단거리 테스트베드를 구축할 계획이다.
연구개발 중인 하이퍼튜브에 냉동기 없는 전자석이 적용, 초전도 전자석을 운전하기 위해 차량에서 필요한 전력을 90% 이상 줄일 수 있고, 냉동기 부피만큼 차량 경량화도 가능하다.
이관섭 신교통혁신연구소장은 “서울에서 부산 간 하이퍼튜브 운행시간이 20분 정도로 냉동기 없이 차량에 장착된 초전도 전자석만으로도 초고속 주행이 가능하며, 초전도 전자석은 6시간마다 급속 재냉각하거나 교체하는 방식으로 운영할 수 있다”고 밝혔다.
나희승 원장은 “미국과 중국, 일본 등 전 세계적으로 미래 초고속 철도 개발 경쟁이 가속화되고, 초연결과 네트워크 구축에 관심이 뜨겁다”며, “차별화된 원천기술 개발과 기술 혁신으로 하이퍼튜브의 경쟁력을 확보하고, 미래 초고속 교통 시장을 선도해 새로운 네트워크를 구축하겠다”고 말했다.
오성덕 기자 건설기술
http://www.ctman.kr/news/17071
