BASF가 고온 초전도 와이어 사업화를 추진하고 있다.
BASF는 자체 개발한 이트륨(Yttrium) 계열 초전도체를 사용해 잉크젯 인쇄 방식으로 박막을 형성하는 공법을 통해 Reichenbach에서 파일럿 생산에 돌입했으며 앞으로 직류‧교류 송전용 케이블, 한류기 등 고효율 송전망에 적용하는 방안을 검토하고 있다.
앞으로 제조코스트를 절감하기 위해 공정을 개선하고 2017년경 양산화할 방침이다.
고온 초전도 와이어 소재로는 액체질소 온도 아래 전기저항이 없어지는 이트륨 계열 YBCO(Yttrium, Barium, Copper, Oxide)를 채용하고 있다.
자체 개발한 Chemical Solution Deposition(CSD) 공법은 코스트가 높은 진공 환경이나 클린룸 등을 필요로 하지 않으며 YBCO를 잉크처럼 만들어 잉크젯 프린터 방식으로 니켈합금 위에 수백나노미터의 버퍼층과 수마이크로미터의 초전도층을 도포하는 것이 특징이다.
고온 초전도 와이어는 전류 수송능력이 구리선에 비해 10-100배 높아 고전압‧소전류에 적합한 것으로 평가받고 있으며 발전소나 메가솔라 등에 사용되는 송전 케이블에 적용될 것이 기대되고 있다.
케이블을 컴팩트하게 만들 수 있어 전력망을 위한 공간을 확보하기 어려운 도심부에서도 이점을 발휘할 수 있을 것으로 파악된다.
또 초전도 전력 케이블에서 파손이 발생했을 때 순간적으로 사고를 감지하고 과전류를 억제하는 초전도 한류기 이용도 유력시되고 있다.
Reichenbach에서의 파일럿 생산은 BASF의 자회사로 신규 사업 발굴‧개발에 특화된 Deutsche Nanoschicht가 담당하고 있다.
Deutsche Nanoschicht는 앞으로 샘플을 공급하고 제조공정을 개선해 2017년 상업생산으로 전환할 방침이다. 제조코스트는 실용화를 가속화하기 위해 kAm당 50유로 이하로 낮출 방침이다.
YBCO는 액체질소의 끓는점인 마이너스 196도 이하에서 초전도 상태가 되며 MRI(자기공명화상촬영장치) 등에 사용되고 있다.
YBCO는 마이너스 269도의 액체헬륨을 냉매로 사용하는 기존의 초전도체에 비해 고온에서 사용할 수 있어 제조코스트를 절감할 수 있는 것이 강점으로 주목된다. 또 액체질소는 조달하기 쉽다는 점도 장점으로 지목되고 있다.
BASF는 2013년 Deutsche Nanoschicht를 인수했으며 Deutsche Nanoschicht가 보유하고 있는 고온 초전도, 도포기술과 BASF의 소재를 잉크화하는 기술을 접목해 제조프로세스 혁신에 성공했다. (K)