수소연료전지는 수소를 공기 중의 산소와 반응시켜 전기를 생산하는데, 주로 백금이 전극 촉매로 사용된다. 하지만 백금은 가격이 비싸 연료전지가격의 40% 이상을 차지하고 낮은 안전성으로 대량생산이 쉽지않다. 

유 교수팀은 합금소재로 많이 쓰이는 전이금속 니켈과 코발트에 주목했다. 전이금속 특성상 높은 전압과 산성 상태에 취약해 쉽게 산화되고 탈합금 현상이 발생해 안정성이 떨어지지만, 지각 내 존재량이 풍부한 알칼리 토금속인 마그네슘의 낮은 녹는점과 전자구조적 특성과 결합해 안정성을 가진 합금촉매 제작이 가능할 것으로 판단했다. 

유 교수팀은 마그네슘 금속을 전구체로 사용하는 합성법을 고안했다. 백금염이 담지된 탄소 담지체와 마그네슘 금속 파우더를 섞어 고온 열처리해 백금-마그네슘 합금 촉매를 완성했다.

교수팀은 완성된 백금-마그네슘 합금 촉매는 기존 백금 촉매 활성도보다 약 2.7배 향상된 것을 확인했다. 또 미국 에너지부 기준의 연료전지 안정성 평가에서도 기존 백금 촉매보다 1.5배 더 안정적임을 확인했다. 

유종성 교수는 "이번 연구는 값 비싼 백금 함량을 줄이면서 활성과 안정성을 개선한 값진 성과"라며 "촉매의 합성법 또한 간단해 수소 연료전지 대량생산에 기여할 수 있을 것이다. 후속 연구를 통해 안정적인 친환경 에너지 생산 환경을 조성하는데 앞장서겠다"고 말했다.

연구내용은 국제학술지 'ACS 에너지 레터스'에 지난 4월 15일자 온라인판에 게재됐다.