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Smart Insulation 초전도 전자석 기술

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최고관리자  0 Comments  1 Views  20-11-10 15:46  기계

본문

분야 : 전자~전기 개발상태 3 9
Smart Insulation 초전도 전자석 기술
보유기관 및 연구자 : 한국전기연구원 조영식
  • 특허정보

    10-2016-0106247 (No : 스마트 인슐레이션을 구비하는 고온 초전도 코일, 그에 사용되는 고온 초전도 선재 및 그 )

    10-2016-0114596 (No : 낮은 안정화 모재 비율을 갖는 저온 초전도 선재, 이를 포함하는 초전도 코일 (해외등록:)

  • 거래조건 : 별도 협의

기술완성도

  • TRL09

    사업화

    • 본격적인 양산 및 사업화 단계
  • TRL08

    시작품 인증/
    표준화

    • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
      - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
  • TRL07

    Pilot 단계 시작품
    신뢰성 평가

    • 시작품의 신뢰성 평가
    • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
  • TRL06

    Pilot 단계 시작품
    성능 평가

    • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
    • 시작품 성능평가
  • TRL05

    시제품 제작/
    성능평가

    • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
    • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
  • TRL04

    연구실 규모의
    부품/시스템 성능평가

    • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
    • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
  • TRL03

    연구실 규모의
    성능 검증

    • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
    • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
    • 모델링/설계기술 확보
  • TRL02

    실용 목적의 아이디어/
    특허 등 개념 정립

    • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
  • TRL01

    기초 이론/
    실험

    • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
주요기술구성
▶ 본 기술은 기준 온도 이하의 온도에서는 절연체이지만, 기준 온도 이상의 온도에서는 통 전체로 동작하는 절연 코팅 기술이며, 이 동작은 V2O3과 같은 MIT(Metal Insulator Transision)에 의해 이뤄짐
▶ 초전도체에 발열이 있을 때 초전도선을 둘러싼 절연이 통 전체로 변신한다면 전류를 여러 개의 인접한 선이 나누어 감당할 수 있으므로 구리의 양을 줄일 수 잇음
▶ 센서와 액추에이터를 사용하지 않고 물질의 고유 특성에 의해 동작하므로 오동작이나 고장의 가능성이 현저히 낮음

적용분야 및 적용제품
▶ MRI, NMR 등 고자기장 초전도 전자석 (High field superconducting magnets for MRI, NMR, …)
▶ 고온 초전도 전자석 (High temperature superconducting magnets)
시장동향
▶ 세계 초전도체 응용 분야 시장은 2017년에서 2022년까지 7.5%의 연평균 성장률로 2022년 94억 달러 규모의 시장이 형성될 것으로 전망됨
▶ 국내 초전도 자석은 아직까지 수입에 의존하고 있으며, 국내에서도 초전도 자석 국산화에 대한 필요성이 요구되고 있음
▶ 향후 의료, 전력에너지, 통신, 운송, 우주 등 다양하게 활용됨에 따라 지속적으로 성장할 것으로 예측됨

특장점
기존 기술의 문제점
▶ 턴수와 줄 내 꼬임에 의해 전자석에 출력을 만들어내는데, 전류의 자성에 비례하고 저항의 크기에 비례하여 굉장히 큰 열이 발생하게 되어 안정적으로 운전하지 못하고 쉽게 타는 문제가 발생해서 현재까지도 실제로 상용화된 제품이 거의 없음
기존 기술과의 차별성
▶ 기존의 초전도 코일에 MIT(Metal Insulation Transition) 물질을 턴 간에 사용하여 스마트하게 절연함
▶ 운전 온도에서 MIT 물질에 의해 전기절연을 유지하여 턴수를 유지하므로 원하는 출력장을 만들 수 있으며, 발열 시에는 온도 상승으로 인해 턴 간에 절연되어 있던 MIT 물질이 스위치로 작동하여 전기장이 도체와 비슷한 수준으로 바뀌게 됨
▶ 큰 발열원이 된 전류가 근접해 있는 턴 간으로 쉽게 이동하게 되므로 초전도 전자석이 타지 않게끔 보호할 수 있음
우수기술 Gyeonggi Technology Market