저가형 스테인리스강에서도 스스로 보호막을 만들어 부식을 막을 수 있도록 하는 기술이 개발됐다.

포항공대(POSTECH)는 신소재공학과 김용태 교수, 곽재익 박사, 정상문 연구교수 연구팀이 철-질소-탄소로 이뤄진 촉매를 활용해 크롬과 니켈 함량이 낮은 스테인리스강에서 자발적인 보호막 형성에 성공했다고 15일 밝혔다.

스테인리스강은 크롬과 니켈과 같은 고가 원소가 많이 들어가면 표면에 '부동태 피막'이란 얇은 산화막이 안정적으로 형성돼 녹이 잘 슬지 않는다.

반면 크롬과 니켈이 적게 들어간 저가형 스테인리스강은 강한 산에서 쉽게 녹슬어 활용이 제한됐다.

연구팀은 해결책으로 비귀금속 기반 연료전지 촉매인 철-질소-탄소 촉매를 금속 표면에 적용해 부식 반응을 통제하는 촉매로 새롭게 설계했다.

이를 통해 강한 산성 환경에서 비싼 크롬과 니켈이 녹기 전에 먼저 단단한 산화막을 이루도록 유도했다.

연구팀은 두꺼운 코팅을 따로 입히지 않고도 저가형 스테인리스강이 스스로 얇고 치밀한 보호막을 형성하도록 만들었다.

실험 결과 부식으로 발생하는 금속 용출량은 99.98% 감소했다.

형성된 보호막은 황산에 7일 이상 담가둬도 안정성을 유지해 저가형 스테인리스강을 고급 소재 수준의 내식성을 확보하게끔 했다.

이 연구는 최근 코팅·필름분야 국제학술지인 '어플라이드 서피스 사이언스 어드밴시스'에 실렸다.

김용태 교수는 "부식을 막기 위해서는 두꺼운 코팅이나 고가 원소를 추가해야 한다는 통념을 뒤집은 연구이자 저렴한 금속에서도 안정적인 보호막을 스스로 형성할 수 있음을 보여준 의미 있는 성과"라고 설명했다.