[비욘드포스트 이봉진 기자] 수소 저장 기능과 초전도 특성을 하나로 결합한 세계 최고 수준의 '초고강도 금속 초전도체'가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

경희대학교 응용물리학과 이종수 교수 연구팀(주저자 라마툴 히다야티 박사, 김진희 연구교수)은 기계적 강도와 내구성을 획기적으로 높이면서도 수소 저장이 가능한 새로운 금속 초전도체를 개발했다고 5일 밝혔다.

이번 연구는 기존 금속 기반 초전도체의 한계로 지적되어 온 내구성 문제를 극복하고, 수소 에너지 시스템과 초전도 기술을 융합할 수 있는 새로운 소재를 제시했다는 점에서 의미가 크다.

또한 수소경제 시대에 적합한 차세대 초전도 소재 기술을 제시한 성과로, 소재 분야 국제학술지 'Advanced Functional Materials(IF=19)'에 게재됐다.

연구팀은 여러 금속 원소를 균일하게 혼합해 단순한 구조이면서도 기계적 강도가 높은 ‘고엔트로피 합금(High-Entropy Alloy)’ 개념을 초전도체에 적용했다.

개발된 신소재는 일반 스테인리스강 대비 약 6배 높은 강도를 기록했으며, 가혹한 수소 환경에서도 쉽게 부식되거나 파손되지 않는 내구성을 보였다.

특히 이번 소재는 질량 대비 약 3.8 wt%의 수소를 저장할 수 있어, 수소화물을 제외한 금속 수소 저장 소재로는 세계 최고 수준의 성능을 입증했다.

일반적인 금속은 수소를 흡수하면 구조가 약해지는 문제가 발생하지만, 이번에 개발된 소재는 내취수성과 기계적 강도를 유지하면서도 수소 저장이 가능해 기술적 완성도가 높다. 이를 통해 대형화와 실용화 가능성이 높은 차세대 초전도 플랫폼으로 활용될 전망이다.

이종수 교수는 "초전도체가 가진 에너지 전달 기술에 수소 저장과 냉매 기능을 결합함으로써, 수소경제 시대에 적합한 새로운 초전도 소재의 가능성을 제시했다”며 “향후 수소 기반 에너지 시스템과 초전도 기술이 융합된 다양한 응용 분야로 확장될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

한편, 이번 연구는 산업통상자원부 알키미스트 과제의 지원을 받아 수행됐다.

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