왼쪽부터 김형섭 포스텍 친환경소재대학원·신소재공학과 교수, 김래언 포스텍 친환경소재학과 박사과정생. 포스텍 제공 수소경제 실현의 장애물로 꼽히는 고강도 금속의 수소 취약성을 해결할 소재 설계 전략이 제시됐다. 포스텍은 김형섭 친환경소재대학원·신소재공학과 교수팀이 수소취성을 극복한 고강도 합금 설계법을 제시했다고 27일 밝혔다. 연구결과는 3월 6일(현지시간) 국제학술지 '부식 과학(Corrosion Science)'에 공개됐다. 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. 모바일신천지모바일 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. 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. 개발된 합금은 일반 열처리 합금보다 항복강도가 2.4배 높다 빠친코게임 . 항복강도는 영구적인 변형이 일어나기 시작하는 최소한의 힘을 말한다. 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. 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. 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. <참고 자료> - doi.org/10.1016/j.corsci.2026.113760 가 내부 구조 등에