서남, 페로브스카이트 나노기술로 고자장 초전도 성능 고도화

▲고온초전도 선재 기술을 개발·상용화한 서남의 무한대 기호와 회사명이 결합된 로고가 19일 브랜드 정체성을 상징하는 이미지로 활용되고 있다.

고온초전도 선재기술 기업 서남이 자성 고정용 페로브스카이트 나노소재 제조 기술을 활용해 핵융합 및 차세대 전력 인프라 응용을 목표로 고자장 특성 향상과 신뢰성 강화를 중심으로 지속적인 공정 개선과 응용 기술 고도화를 추진한다.

19일 서남은 3분기 보고서에 기재된 ‘자속고정점 페로브스카이트형 초미세·다성분 금속산화물 나노구조체 제조’ 기술과 관련해 “고온초전도 선재의 임계전류 특성과 자기장 내 안정성을 동시에 개선하기 위한 핵심 기반 기술”이라고 밝혔다.

초전도체는 구리선 대비 수십~수백 배 이상의 전류를 손실 없이 흘릴 수 있는 물질이다. 이 가운데 고온초전도체는 페로브스카이트 구조를 갖는 다성분 금속산화물 계열 소재다. 서남의 해당 기술은 금속합금 기판 위에 박막 공정을 통해 고온초전도층을 형성한 뒤, 초전도층 내부에 나노 크기의 자속고정점을 인위적으로 도입해 고자기장 환경에서도 초전도 성능을 유지·향상시키는 제조 공정이다.

자속고정점은 자기장이 가해질 때 초전도체 내부로 침투하는 자속의 움직임을 억제해 임계전류 저하를 방지하는 역할을 한다. 이를 정밀하게 제어하면 고자장 조건에서도 전류 수송 능력을 안정적으로 확보할 수 있다는 설명이다.

서남은 해당 기술을 이미 상용 고온초전도 선재 제조 공정에 적용하고 있다. 회사는 국내에서 유일하게 고온초전도 선재를 자체 기술로 개발·상용화한 기업으로, 관련 선재를 국내외 고객사에 공급 중이다. 제품은 초전도 케이블, 초전도 한류기, 고자장 자석 등 다양한 응용 분야의 핵심 소재로 활용되고 있다.

최근에는 핵융합 에너지, 고자장 자석, 대규모 데이터센터 전력 인프라 등 고전류·고효율 전력 기술 수요가 빠르게 증가하면서 고온초전도 선재의 전략적 가치도 높아지고 있다. 특히 높은 전류 용량과 에너지 손실 저감이 요구되는 분야에서는 고자기장 환경에서도 안정적인 성능을 구현할 수 있는 자속고정점 기반 기술이 경쟁력을 좌우할 수 있다는 분석이다.

이 기술의 기반이 되는 페로브스카이트 구조는 조성 및 미세구조 제어를 통해 전기적·자기적 특성을 폭넓게 조절할 수 있는 특성을 가진다. 서남은 해당 나노구조 제어 기술을 고온초전도 선재에 우선 적용한 사례로, 향후 에너지·전자소자·기능성 산화물 등 다양한 분야로의 응용 확대 가능성도 열려 있다고 설명했다.

서남 관계자는 “핵융합 및 차세대 전력 인프라 응용을 목표로 고자장 특성 향상과 신뢰성 강화를 중심으로 공정 개선과 응용 기술 고도화를 지속 추진할 계획”이라고 밝혔다.