금속 수소에 거는 기대

하버드대학 연구팀이 수소에 높은 압력을 가해 지구상에서 처음으로 금속 형태 수소인 금속 수소(metallic hydrogen)를 생성하는 데 성공했다고 발표했다. 금속 수소가 실용화되면 상온 초전도를 실현하고 높은 에너지를 활용한 로켓 연료, 초고속 컴퓨터 개발 등 다방면에 응용될 것으로 기대된다.

수소는 양성자 1개와 전자 1개로 이뤄져 있는 가장 간단한 물질이다. 여기에 높은 압력을 가해 분자 구조를 변형, 금속 수소가 될 수 있다. 이런 금속 상태 수소는 전자에 구애받지 않고 초전도성을 갖게 될 수 있어 상온, 상압 하에서도 금속 수소가 있다면 초전도 실용화가 가능할 것으로 기대되어 온 것. 전 세계 연구팀이 금속 수소를 생산하려는 연구를 진행해온 이유도 여기에 있다.

이 연구는 495GPa, 그러니까 지구 중심보다 높은 압력을 가해 반사율 0.91인 금속 수소를 만들었다고 한다. 예상했던 원자 밀도 추정치와 일치하며 원자 모양으로 금속 성질도 확인했다고 한다.

금속 수소 생성에는 막대한 에너지가 필요하다. 다시 수소 분자 상태로 변환하면 큰 에너지를 방출할 수 있기 때문에 지금까지 없던 강력한 로켓 추진제로 로켓 기술 혁명 가능성이 있을 것으로 기대되고 있다. 또 금속 수소를 전선에 응용하면 송전할 때 손실되는 에너지 15%를 없애는 것도 가능하며 초전도성을 상온 상압에서도 실현하면 리니어 기술과 컴퓨터 기술에 혁신을 주도할 가능성까지 있다.