그래핀은 매우 얇고 전기전도성이 뛰어나 '꿈의 소재'로 불리지만 생산과정에서 독성의 강산이나 부식성 산화제로 흑연을 산화시키는 공정과 비싼 중금속 촉매가 필요한 것이 단점으로 지적됐다.

연구팀에 따르면 흑연에 질소를 결합시켜 그래핀을 만드는 기술은 독성물질과 중금속 촉매가 필요 없기 때문에 친환경적이며 생산비용을 줄일 수 있다.

연구에서는 질소의 낮은 반응성을 극복해 흑연과 결합시키는 것이 관건이었다. 연구팀은 10기압의 질소가스가 채워진 밀폐용기에서 흑연을 분쇄할 때 만들어지는 활성탄소가 질소와 직접 반응하도록 해 그래핀을 생산하는 간단한 공정을 개발했다.

이렇게 생산한 그래핀은 연료전지, 염료감응 태양전지 등에 활용가치가 높을 것으로 연구팀은 기대하고 있다.

백 교수는 "수소연료전지 자동차 한 대에 필요한 백금 촉매 70∼90g을 이번에 개발한 그래핀 촉매로 대체하면 1대당 1천만원 이상의 제조비용을 절감할 것으로 예상한다"고 밝혔다.

이번 연구는 교육부와 한국연구재단이 추진하는 세계수준의 연구중심대학(WCU)육성사업으로 이루어졌다.