수소차는 대기 중의 산소와 저장된 수소를 전기 화학 반응시켜 동력을 얻는 친환경 이동수단입니다. 하지만 수소 에너지를 대중화하기 위해서는 안전성과 경제성이라는 두 가지 과제를 반드시 해결해야 합니다. 특히 수소 저장 탱크나 수소 이송 배관에서 발생하는 미세한 균열은 안전을 위협하는 핵심적인 문제입니다. 이 현상은 가장 작은 원자인 수소가 금속 내부로 스며들어 구조적 결함을 유도하며 발생합니다. 배관의 굴곡진 부위나 외부 충격을 받은 곳에서 이러한 현상이 가속화되면 예기치 못한 파손으로 이어질 수 있어, 이를 극복할 수 있는 새로운 차세대 소재 개발이 산업계의 절실한 과제로 떠오르고 있습니다.

수소취성이란 원자 중 가장 작은 수소가 금속의 격자 사이를 쉽게 뚫고 들어가 지속적인 압력으로 인해 균열이 발생하고 결국에는 깨지게 되는 현상을 말합니다.

한국재료연구원은 이러한 문제를 해결하기 위해 내수소취성이 뛰어난 초고강도 하이엔트로피 합금을 성공적으로 개발했습니다. 이 소재는 높은 결정 구조 안정성을 바탕으로 극저온 환경에서도 우수한 연성을 유지하며, 수소가 침투하더라도 균열이 확산되는 것을 효과적으로 억제하는 특성을 지닙니다. 연구팀은 특수 소재를 봉재 압연 방식으로 변형하여 미세한 쌍정이 교차된 형태의 내부 구조를 균일하게 형성시켰습니다. 이러한 결정립 미세화 과정을 거친 합금은 기존 상용 소재보다 훨씬 높은 강도를 자랑하는 동시에 내수소취성까지 확보하게 되었습니다. 이는 수소 저장과 이송의 안전성을 획기적으로 높일 수 있는 기술적 토대가 됩니다.

초고강도 하이엔트로피 합금은 단순한 기술적 성과를 넘어 수소 경제의 미래를 바꿀 핵심 소재로 주목받고 있습니다. 이 기술은 수소차뿐만 아니라 수소 충전소의 대용량 수소 저장 탱크, 장거리 수소 이송 배관, 그리고 미래 모빌리티인 도심항공교통(UAM) 등 수소가 활용되는 모든 산업 분야에 폭넓게 적용될 수 있습니다. 친환경 에너지 시대로 나아가기 위해서는 수소를 안전하고 효율적으로 다루는 소재 기술이 필수적입니다. 최고의 소재 기술력을 바탕으로 한 이번 연구 성과는 대한민국이 글로벌 수소 산업에서 강력한 주도권을 확보하고, 지속 가능한 친환경 사회를 구축하는 데 있어 중추적인 역할을 수행할 것으로 기대됩니다.