논문 특허 안 읽어봤으면 볼만한듯


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(작성완료) LK-99 관련 특허 7건, 논문 3편 요약 및 견해 - DogDrip.Net 개드립

오늘 여유있어서 퀀텀에너지연구소 작성 LK-99 관련 특허 7건이랑 논문 3편 읽었고 간단히 요약해봄 ㅇ 특허 7건 1. 상전이물질, 이의 제조방법 및 상전이물질을 이용한 모듈의 제조방법 (출원번호 10-2008-0121623, ...

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ㅇ 특허 7건

 

1. 상전이물질, 이의 제조방법 및 상전이물질을 이용한 모듈의 제조방법 (출원번호 10-2008-0121623, 출원일 '08/12/03)
2. 상전이조성물, 이의 제조방법 및 상전이조성물을 이용한 모듈의 제조방법 (출원번호 10-2011-0024460, 출원일 '11/03/18)
3. 다중상전이 물질을 이용한 고효율 열이동-분산 시스템 (출원번호 10-2012-0075306, 출원일 '12/07/11)

 

: 다중 상전이 특성을 갖는 금속을 용매에 혼합시켜 용액을 만들고, 용액의 상전이시 잠열을 전기에너지화하여 전자기기장치에 응용할 수 있는 모듈 형태를 구상하였음. 2번 특허는 1번 특허의 청구항 보강. 3번 특허는 2번 특허를 구체화하여 다중 상전이 특성 갖는 용액이 열원(heating point)에서부터 모듈 내 순환하여 전기에너지화 할 수 있도록 시스템을 설계하였음.

 

4. 초전도체를 포함하는 저저항 세라믹화합물의 제조방법 및 그 화합물 (출원번호 10-2020-0092373, 출원일 '20/07/24)
5. 초전도체를 포함하는 저저항 세라믹화합물 (출원번호 10-2021-0183229, 출원일 '21/12/20)

 

: 여기 특허부터 초전도체 성분이 언급되기 시작함. 5번 특허는 4번 특허의 청구항 보강.
화학식은 Ma(Cu1-xFex)1-a(Ch)b(D)c. LK-99 랑 차이가 있음. 
결정질(cristalline)과 비정질(amorphous)이 혼합된 세라믹 화학물에서 반자성/약상자성/강자성을 전부 관찰할 수 있음. 

 

*참고. 초전도체 함유량 판단 방법 
1) 초전도체 0.000000001 vol% 이상 함유시 Electron spin resonance(ESR) 통한 Magnetically modulated microwave absorption(MAMMA) 측정으로 판별 가능
2) 0.01 vol% 이상 함유시 자화율 측정으로 판별 가능
3) 20 vol% 이상 함유시 I-V 전이 확인으로 판별 가능
4) 40 vol% 이상 함유시 zero 저항 확인으로 판별 가능

 

해당 특허에서 MAMMA와 자화율 측정 결과로 초전도체 성분 함유 판별하였음. 그러나 I-V 전이 관찰은 못하였기에 순도가 20 vol% 미만인 걸로 확인됨. 
상온에서 저항 측정시 0.0302 옴(비저항 0.0015 옴.cm) 확인 완료
1,2차 상전이를 확인하였으며 MAMMA 통해 측정한 상전이 온도와 자화율 측정으로 통해 측정한 상전이 온도가 일치하였음.

 

6. 상온, 상압 초전도 세라믹화합물 및 그 제조방법 (출원번호 10-2021-0112104, 출원일 '21/08/25)
7. 상온, 상압 초전도 세라믹화합물 및 그 제조방법 (출원번호 10-2022-0106812, 출원일 '22/08/25)

 

: 우리가 알고 있는 LK-99 등장. 7번 특허는 6번 특허의 청구항 보강. 화학식 AaBb(EO4)cXd.
특허가 무려 40pg. LK-99 제조방법으로 2가지 기재했음. 기상증착(Vapor deposition)과 아카이브 논문 통해 공개된 고상 반응.
증착시 증착거리를 다르게해서 LK-99를 Spectrum 형태로 퍼뜨려서 제조한 다음에 분석하였고, 그 결과 LK-99 조성을 도식화하였음. 
LK-99는 3가지 임계온도를 가짐. 즉 온도따라 4개의 상 존재. 임계온도는 차례대로 40-50도/70-80도/100-125도임.
초전도 물질과 비초전도 물질 혼합으로 인해서 특성이 혼재되어 나오기 때문에 이를 분리하여 초전도성을 측정하기 위한 방법들 설명하였음.
LK-99 합성 반응 메카니즘 소개함. L+Cu3P -> LK-99 (L=Panarkite[Pb2SO5=PbO.PbSO4])
위 초전도체 함유량 판단 방법 중 MAMMA 측정 제외 3가지 수행하였음(온도/자기장 변화 따른 자화율 측정, 온도/자기장 변화 따른 I-V 측정 포함)
상온에서 저항 측정시 0.000000000039 옴 확인 완료. 이는 10^-11 수치로 국제적 기준상 zero 저항으로 인정되는 수준이며 초전도체 함유량 판단 기준으로 초전도체 성분이 40 vol% 이상임.

 

 

ㅇ 논문 3건

 

1. 상온상압 초전도체(LK-99) 개발을 위한 고찰 / 이석배, 김지훈, 임성연, 안수민, 권영완, 오근호 총 6인

 

: LK-99 개발 히스토리가 가장 잘 나와있음. 서론이 재밌음.
기존 BCS 이론은 전자-전자 간 상호관계는 척력만이 존재하기 때문에 고체물질 내에서 이를 매개할 수 있는 유일한 방법은 격자 진동임. 그런데 격자 진동은 상온에 가까울수록 기하급수적으로 증가하기 때문에 기존 BCS 이론은 상온 초전도체에 대해 회의적임. 기존 BCS 이론 성립 당시 계산되었던 초전도체 임계온도 상한은 약 30K(영하 243도) 수준임.

 

그런데 고온 초전도체인 LaBaCuO가 실험적으로 개발됐음. 이후 10년간 더 고온 초전도체 개발이 더 진행되어 HgBa2Ca2Cu3O8의 경우 임계온도가 138K(영하 135도)까지 많이 올라왔음. 그러나 이는 현재 기존 BCS 이론으로 설명 불가함.

 

새롭게 초전도체의 임계온도를 설명하기 위해 액체론을 소개함. 액체의 등점성 곡선(isopoise viscosity line)과 초전도 전이의 변화 형태가 유사할 뿐더러 열용량의 상전이 현상이 같은 패턴으로 나타남. 

 

액체론에 기반한 새로운 접근으로 상압 하에서 초전도체의 임계온도를 높이기 위해서는 전자 상태수를 제한하는 낮은 차원(2D, 1D)의 전자 구조를 갖는 것이 중요하며, 이론적으로 임계온도는 아래 비율로 나타날 것을 계산하였음.
3차원:2차원:1차원 = 1:1.767:4.5 & 2차원:1차원 = 1:2.546
기존 BCS 이론으로 설명했던 실재 물질의 임계온도 중 가장 높은 수치인 28K를 대입했을 때 해당 물질을 1차원으로 만들면 임계온도는 약 126K(영하 147도)으로 계산됨.
그리고 실재 고온 초전도체의 임계온도 중 가장 높은 수치인 138K를 대입했을 때 해당 물질을 1차원의 임계온도는 약 351K(78도)으로 계산됨. 따라서 차원을 낮추어 접근하면 초전도체의 임계온도를 126~350K 수준으로 개발 가능성이 있음.

 

이러한 이론적 배경으로 상업화를 고려하여, 지구상에 가장 풍부한 물질 중 4개 원소(Pb,Cu,S,P = 1:1:1:0.2)를 선택하여 1999년도부터 개발 시작함. 반복적인 실험을 하였으나 한동안 초전도성 근처에도 가지 못횄음. 2017년도 우연히 급냉 또는 반응 중 내부 압력으로 인해 쿼츠관이 파괴된 상황에서 구조를 알 수 없는 비정질 형태의 물질이 독특한 자성을 갖는 것을 발견함. 계속된 연구를 통해 1차적으로 2019년 독특한 자성의 구조를 찾아내고 추측 내용 및 결과를 정리했으며, 2차적으로 2021년 물질을 분리하는데 성공하여 구조분석을 진행하였음. 그 결과 합성을 통하여 상온 상압 초전도 특성이 나타나는 결과를  정리하여 출원하였으며, 2022년 세밀한 청구항 보강을 하여 3차로 특허를 출원하였음.

 

서론 이후 포함된 실험데이터들은 특허에 비해서 새로운 것도 전혀 없을 뿐더러 생략이 많이되어 있는 느낌임.


2. The first room-temperature ambient-pressure superconductor / 이석배, 김지훈, 권영완 총 3인

 

: 아카이브에서 상온상압 초전도체 라는 타이틀을 통해 전세계 어그로를 끄는데 성공한 논문임.
1번 논문과는 살짝 차이가 있는 자신만의 이론으로 설명하려 함. 데이터는 새로운 게 없으나 Cu2S 불순물에 대한 언급이 있음.

 

3. Superconductor Pb10-xCux(PO4)6O showing levitation at room temperature and atmoshperic pressure and mechanism / 이석배, 김지훈, 김현탁, 임성연, 안수민, 오근호 총 6인

 

: 2번 논문 아카이브 등재 이후 김현탁 박사가 정리한 논문으로 알려져있음. 김현탁 박사의 이론으로 초전도성을 설명하려 함.

 

 

ㅇ 주관적인 견해 / 개붕이도 화공과 박사졸업에 1저자 논문 5편, 특허 7건 출원 경험이 있음을 밝힘

 

: 다 읽고는 퀀텀에너지연구소 연구진들 대단하다는 생각이 가장 크게 들었음. 99년도부터 17년도까지 성과없이 19년을 맨땅에 헤딩하는 근성이 최고라고 느낌.
개붕이들이 우려하는 Cu2S 상전이를 놓치거나 착각했을 가능성은 0에 수렴한다고 판단함.
데이터 상으로 LK-99는 온도에 따라 4개의 상을 갖기 때문에 분석이 어려울 수 밖에 없으며, 초전도성의 핵심은 기상증착 통한 제조로 초전도체 함유량을 최소한 40 vol% 이상으로 끌어올려야 zero 저항이 나타남.
논문에 공개된 고상 반응 통한 LK-99 제조는 zero 저항 달성이 어려울 수 있어 보임. 이석배 교수는 전세계가 한 달 안에 따라올 것이라 말했지만 고상 반응은 몰라도 기상증착 통한 LK-99 제조 재현은 한 달 안에 어려워 보임.