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[IT뉴스]외유내강 전략으로 수소 취약성 극복한 합금 신소재

온카뱅크관리자

2026-07-27 14:57:33

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">포스텍</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="qpfMAupXdd">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="b7ac398b0342a61282a723a6e8ef214e7daf201fded326f851d82f7d3930553c" dmcf-pid="BU4Rc7UZJe" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="왼쪽부터 김형섭 포스텍 친환경소재대학원·신소재공학과 교수, 김래언 포스텍 친환경소재학과 박사과정생. 포스텍 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202607/27/dongascience/20260727145338791zhca.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="zrCWUcjJRJ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202607/27/dongascience/20260727145338791zhca.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            왼쪽부터 김형섭 포스텍 친환경소재대학원·신소재공학과 교수, 김래언 포스텍 친환경소재학과 박사과정생. 포스텍 제공
           </figcaption>
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          <p contents-hash="ee0066d1b943e463c2a375464cea85886fff2b5802dedfb7d94a7d493a125efa" dmcf-pid="bu8ekzu5RR" dmcf-ptype="general">수소경제 실현의 장애물로 꼽히는 고강도 금속의 수소 취약성을 해결할 소재 설계 전략이 제시됐다.</p>
          <p contents-hash="65aed38ff86bf93419cc16a799bb5d15d598fe44e370b3b0362a58f7db3e3185" dmcf-pid="K76dEq71LM" dmcf-ptype="general"> 포스텍은 김형섭 친환경소재대학원·신소재공학과 교수팀이 수소취성을 극복한 고강도 합금 설계법을 제시했다고 27일 밝혔다. 연구결과는 3월 6일(현지시간) 국제학술지 '부식 과학(Corrosion Science)'에 공개됐다.</p>
          <p contents-hash="682ee43124643c1f40509290675ffed1866f53e6543e57112f73c7ac186ded16" dmcf-pid="9zPJDBztnx" dmcf-ptype="general"> 수소취성은 금속에 침투한 수소가 내부 구조 등에 축적돼 연성을 떨어뜨리고 균열을 유발하는 현상을 말한다. 금속 강도가 높을수록 더 취약해 수소 환경 구조재 개발의 핵심 난제로 꼽힌다. 친환경 에너지원인 수소 저장탱크, 배관 인프라를 지으려면 강도도 높고 수소에 잘 견디는 금속이 필요해 딜레마다.</p>
          <p contents-hash="b68eaaf130bdfac0ccc16fc2a7507b9c956fcd6f7872ae43d88f2dfd8a252172" dmcf-pid="2pfMAupXdQ" dmcf-ptype="general"> 금속 소재는 보통 표면이 강하고 내부가 부드러운 구조로 설계된다. 연구팀은 표면에 부드럽지만 수소 침투에 강한 '재결정 조직'을, 내부에 강도를 끌어올리는 '냉간압연 조직'을 배치한 고엔트로피 합금을 만들었다. 기존 방식을 뒤집은 '역방향 기울기(Reverse-gradient)' 구조 설계 전략이다. 고엔트로피 합금은 다양한 원소를 동시에 도입해 무질서도(엔트로피)를 높인 소재다.</p>
          <p contents-hash="79172153975302f67bc0833492db62cf60b69017991f5bf2bfe21835c0e022c0" dmcf-pid="VU4Rc7UZJP" dmcf-ptype="general"> 수소에 강한 표면층이 외부 환경을 견디면서 별도 코팅이나 보호막 없이도 수소가 내부로 침투하는 것을 막는 구조적 차폐가 설계의 핵심 개념이다. 소재 내부 미세조직의 배치만으로 수소를 가두거나 분산시키는 것이다. 서로 다른 두 조직이 결합하고 함께 변형되면서 재료가 잘 늘어나는 성질인 연성도 개선됐다.</p>
          <p contents-hash="c8eb8ecdb3f20fea079c8189ba973ed7aa94e72f451b3f961635d327d5aa2d3e" dmcf-pid="fu8ekzu5i6" dmcf-ptype="general"> 개발된 합금은 일반 열처리 합금보다 항복강도가 2.4배 높다. 항복강도는 영구적인 변형이 일어나기 시작하는 최소한의 힘을 말한다.</p>
          <p contents-hash="2d05ba3bc1b61b4e039d359145ee3a4f4846606547ebcbf6f9cef6f6a2ab19e6" dmcf-pid="476dEq71d8" dmcf-ptype="general"> 이번 연구결과는 표면 코팅이나 복잡한 후처리 공정 없이도 수소취성을 줄일 수 있다는 사실을 보였다는 의미가 있다. 수소 인프라와 극한 환경의 고강도 구조재 개발까지 응용될 것으로 기대된다.</p>
          <p contents-hash="4021946e940cf1bfe12455938b65af1575d2cd90dcf78788fd787db6b202db87" dmcf-pid="8zPJDBztJ4" dmcf-ptype="general"> 논문 제1저자인 김래언 포스텍 친환경소재학과 박사과정생은 "자연 계층 구조에서 영감을 얻은 역방향 기울기 설계가 강도와 연성 상충 관계는 물론 수소취성 같은 환경 취화 문제까지 해결할 수 있음을 확인했다"고 설명했다.</p>
          <p contents-hash="779dff1c8d04f9040ced0a19969f5b6a3018a364b604cd30fa08ae1e97d33f81" dmcf-pid="6qQiwbqFdf" dmcf-ptype="general"> 김 교수는 "표면 코팅에 의존해 온 기존 수소취화 대응을 넘어 미세조직 자체가 능동적으로 수소를 차폐하는 새로운 설계 원리를 제시했다"며 "수소 저장·운송용 차세대 합금 설계에 폭넓게 활용될 수 있을 것"이라고 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="2a8dcfd6611d1d06c3b0af477a8038cb7ff0e02b46f572381c1dfdcc2e58a668" dmcf-pid="PBxnrKB3dV" dmcf-ptype="general"> &lt;참고 자료&gt;<br> - doi.org/10.1016/j.corsci.2026.113760</p>
          <p contents-hash="c7b7edbb46015e68d7f2149cffc9b045a574eed02fa17e5873d3ff0414ba2214" dmcf-pid="QbMLm9b0J2" dmcf-ptype="general">[이병구 기자 2bottle9@donga.com]</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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