경희대 연구진, 수소 저장 가능한 '초고강도 금속 초전도체' 개발

[서울=뉴시스]박시은 인턴 기자 = 경희대학교는 응용물리학과 이종수 교수 연구팀이 수소 저장 기능과 초전도 특성을 동시에 구현한 '초고강도 금속 초전도체'를 개발했다고 5일 밝혔다.

초전도체는 전기 저항이 '0'이 되는 물질로, 한 번 흐른 전류가 손실 없이 유지되는 특성을 통해 MRI(자기공명영상)·핵융합 장치 등 미래 에너지·의료·교통 산업 전반에서 활용되고 있다.

다만 기존의 금속 기반 초전도체는 극저온 환경을 유지해야하는 부담과 소재 내구성 문제 등으로 인해 응용 범위 확대에 한계가 있었다.

연구진은 이를 극복하기 위해 고엔트로피 합금 개념을 적용한 새로운 금속 초전도체를 개발했다. 고엔트로피 합금은 여러 금속 원소를 균일하게 혼합한 구조로, 단순하면서도 높은 기계적 강도를 갖는다.

개발된 소재는 일반 스테인리스강 대비 약 6배 높은 강도를 보였으며, 수소 환경에서도 쉽게 부식되거나 파손되지 않았다.

특히 연구진은 초전도 기능에 수소 저장이라는 새로운 역할을 결합했다. 개발된 초전도체는 전체 질량 대비 약 3.8wt% 수준의 수소를 저장할 수 있었으며, 이는 수소화물을 제외한 금속 수소 저장 소재로는 세계 최고 수준의 값이다.

일반적인 금속은 수소를 흡수하면 구조가 약해지는 문제가 발생하나, 해당 소재는 내취수성과 기계적 강도를 유지하면서도 수소 저장이 가능해 기술적 완성도가 높이 평가된다. 이를 통해 대형화와 실용화 가능성이 높은 차세대 초전도 플랫폼으로 활용될 전망이다.

이 교수는 "수소경제 시대에 적합한 새로운 초전도 소재의 가능성을 제시한 것"이라며 "향후 수소 기반 에너지 시스템과 초전도 기술이 융합된 다양한 응용 분야로 확장될 수 있을 것으로 기대한다"고 강조했다.

한편 라마툴 히다야티 박사가 주저자로, 김진희 연구교수가 함께 참여한 이번 연구는 산업통상자원부 알키미스트 과제의 지원을 받아 수행됐다. 연구 성과는 소재 분야 국제 학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)'에 게재됐다.


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