[ 시티저널 허송빈 기자 ] KAIST 생명화학공학과 이현주 교수와 서울시립대학교 한정우 교수 공동 연구팀이 기존 촉매의 백금 사용량을 1/10로 줄일 수 있는 백금 단일 원자 촉매를 개발했다.

KAIST에 따르면 연구팀은 백금 단일 원자 촉매의 안정성을 높이기 위해 금속 원소인 안티몬이 첨가된 주석 산화물 위에 백금 단일 원자가 주석과의 합금 형태로 존재하는 구조를 개발했다.

연구팀은 백금 단일 원자가 안티몬-주석 합금 구조에서 안티몬의 자리를 대신해 열역학적으로 안정적인 형태로 존재함을 계산을 통해 증명했다.

연구팀이 개발한 촉매는 포름산 산화 반응에서 일반적으로 사용되는 촉매인 상용 백금 촉매 보다 최대 50배 높은 활성을 보였고, 장기 안정성역시 월등하게 높았다.

또 연구팀은 이 촉매를 막과 전극으로 구성된 직접 포름산 연료 전지에 적용했다.

단일 원자 촉매를 완전지 형태의 연료 전지에 적용한 것은 최초의 시도로, 기존 촉매에 비해 1/10 정도의 백금을 사용해도 비슷한 출력을 얻을 수 있다.

백금 기반의 축매는 활성과 안정성이 높아 다양한 촉매 반응에 적용되지만, 가격이 비싸고 희귀하기 때문에 백금의 사용량을 최대한 줄이는 것이 중요하다.

김지환 학생이 1저자로 참여한 이번 연구 결과는 재료 과학 분야의 국제 학술지 어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials) 9월 11일자 온라인 판에 게재됐다.