본 연구실은 초전도 자석의 설계, 제작, 분석 및 응용에 대한 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 초전도 자석은 기존의 전자석에 비해 훨씬 높은 자기장을 생성할 수 있으며, 이를 통해 MRI, NMR, 입자 가속기, 핵융합로 등 다양한 첨단 과학 및 의료 장비에 필수적으로 사용됩니다. 연구실에서는 고온 초전도체(HTS)와 저온 초전도체(LTS)를 모두 활용하여, 더 높은 자기장과 효율적인 에너지 운용이 가능한 자석 시스템을 개발하고 있습니다. 초전도 자석의 설계 과정에서는 전자기적, 열역학적, 기계적 특성의 통합적 해석이 필수적입니다. 이를 위해 유한요소해석(FEM), 하모닉 해석, 3D CAD 설계 등 첨단 시뮬레이션 및 설계 도구를 적극적으로 활용합니다. 또한, 초전도 코일의 제작 및 조립 과정에서 발생할 수 있는 제조 불확실성, 기계적 응력, 열적 안정성 문제를 해결하기 위한 다양한 실험적 접근과 최적화 기법도 연구의 중요한 축을 이룹니다. 이러한 연구는 초전도 자석의 성능 향상뿐만 아니라, 실제 응용 환경에서의 신뢰성 확보와 장기 운용을 위한 보호 시스템(퀜치 감지, 전기적/기계적 보호 등) 개발로 이어집니다. 이를 통해 연구실은 차세대 초전도 자석 기술의 상용화와 다양한 산업 및 의료 분야로의 확산에 기여하고 있습니다.

연구실은 초전도 기술을 활용한 에너지 및 동력 시스템의 혁신적 개발에 집중하고 있습니다. 초전도 전력 케이블, 초전도 전류 제한기, 초전도 회전기(모터/제너레이터), SMES(초전도 자기 에너지 저장장치) 등은 기존 동력 및 전력 시스템에 비해 월등한 효율과 성능을 제공합니다. 특히, 고온 초전도체의 도입으로 냉각 비용과 시스템 복잡성이 크게 줄어들어, 실용화 가능성이 점차 높아지고 있습니다. 이러한 시스템의 설계 및 구현을 위해 연구실은 전자기장 해석, 열-기계적 통합 해석, 최적화 알고리즘(진화전략, 유전알고리즘, 머신러닝 등)을 적극적으로 적용합니다. 또한, 실제 운용 환경에서의 신뢰성 확보를 위해 코일 보호 시스템, 저손실 전류 리드, 냉각 시스템(습식/건식, 전도 냉각 등), 센서 기반 실시간 모니터링 등 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 솔루션을 개발하고 있습니다. 초전도 기반 에너지 및 동력 시스템은 미래 친환경 에너지, 대용량 전력망, 고효율 교통수단(전기차, 자기부상열차, 선박추진 등) 등 다양한 분야에 적용될 수 있습니다. 연구실은 이러한 응용을 위한 핵심 기술 개발과 실증 연구를 통해, 에너지 산업의 패러다임 전환을 선도하고 있습니다.

초전도 기술은 바이오 및 양자 분야에서도 혁신적인 변화를 이끌고 있습니다. 연구실은 초전도 자석을 활용한 MRI, NMR, 양성자 치료기 등 의료 및 생명과학 장비의 고도화에 주력하고 있습니다. 초전도 자석은 높은 자기장 균일성과 안정성을 제공하여, 진단 및 치료의 정밀도를 크게 향상시킵니다. 또한, 소형화 및 고성능화를 통해 다양한 임상 및 연구 환경에 적합한 솔루션을 제시하고 있습니다. 양자 컴퓨팅 분야에서는 초전도 큐비트, 마이크로파 공진기 등 초전도 기반 양자 소자 개발이 핵심 연구 주제입니다. 연구실은 극저온 환경에서의 초전도 특성 제어, 제조 불확실성에 따른 회로 민감도 분석, 고품질(Q-factor) 공진기 설계 등 양자 정보처리의 실현을 위한 다양한 연구를 수행하고 있습니다. 이를 위해 FEM, 하모닉 해석, CAD 설계, 머신러닝 기반 최적화 등 첨단 이론 및 실험 기법을 통합적으로 활용합니다. 이러한 연구는 의료, 생명과학, 양자정보 등 미래 첨단 산업의 기반 기술 확보에 크게 기여하고 있습니다. 연구실은 국내외 유수 연구기관 및 산업체와의 협력을 통해, 초전도 기술의 실질적 응용과 상용화에 앞장서고 있습니다.