[뉴스웍스=문병도 기자] 조은애 한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 교수 연구팀이 백금을 대체할 수 있는 비귀금속 촉매를 개발했다.

22일 KAIST에 따르면 수소차에 사용되는 양이온 교환막 연료전지(PEMFC)는 전극 촉매로 많은 양의 백금을 사용한다. 

연구팀은 백금을 대체할 수 있는 공기극용 '단일 원자 철-질소-탄소-인 소재'를 개발하고, 활성 메커니즘을 규명했다. 촉매는 상용제품에 적용되고 있는 양이온 교환막 연료전지(PEMFC) 뿐만 아니라, 차세대 연료전지인 음이온 교환막 연료전지(AEMFC)에도 적용이 가능하다. 

새롭게 개발한 소재는 탄소에 미량의 철 원소가 원자 단위로 분산돼 있고, 그 주변을 질소와 인이 결합하고 있는 구조다.

조은애 교수는 "단일원자 철-질소-탄소 촉매의 활성부에 인을 첨가함으로써 한계를 극복하고 성능 향상에 성공했다"며 "개발한 촉매는 양이온 교환막 연료전지와 음이온 교환막 연료전지에 적용해서 모두 성능을 높이는데 성공했다"고 말했다.

연구 결과는 미국화학회 촉매 분야 저명 국제 학술지 '에이씨에스 카탈리시스'에 지난달 3일자 온라인판에 출판됐다. 우수성을 인정받아 해당 학술지 보조 표지 논문으로 게재됐다.