원광대학교 창의공과대학 화학공학과 전인엽 교수 연구팀 논문 ‘트리아진 그래피틱 나노플레이트에 담지된 백금 나노입자의 향상된 수소 발생 반응 활성과 안정성’이 국제 전문 학술지 ‘Materials Today Sustainability’(IF: 7.1)에 게재 확정됐다.
이 연구에서는 상용 백금 촉매(Pt/C)보다 백금(Pt) 함량이 훨씬 낮지만, 우수한 촉매 성능과 안정성을 보여준 새로운 수소 발생 반응(Hydrogen Evolution Reaction, HER) 촉매를 개발하는 데 성공했다.
연구팀은 백금 나노입자를 위한 담지체에 집중해 트라이진 구조를 가지는 그래피틱 나노플레이트를 제조하고, 이 지지체에 백금을 담지시켜 새로운 촉매(Pt@TGNP)를 제조했다.
특히 그래핀에 도입된 트리아진 구조는 백금 촉매의 활성과 안정성을 향상시킨 동시에 Pt/C(백금 함량: 20%)보다 낮은 백금 함량(8.7%)에도 불구하고 훨씬 더 낮은 과전압과 Tafel slope 값을 보여줬으며 안정성까지 입증했다.
교신저자인 전인엽 교수는 “효율적인 수소 발생 반응을 위해서는 양성자 환원을 위한 낮은 과전압과 빠른 반응(낮은 Tafel slope 값)이 필수 조건이라 현재 가장 많이 사용되는 촉매는 백금(Pt)이지만, 가격이 너무 비싸고 안정성이 떨어져 새로운 촉매가 필요한 상황이었다”며 “새로운 백금/그래핀 촉매는 우수한 성능과 더불어 백금 함량이 낮아 가격 경쟁력이 크고 대량 생산할 수 있어 상용화 가능성이 매우 밝다”고 설명했다.

공지현 기자