본 연구에서 제안하는 고결정성 탄소소재 기반 연료전지용 나노촉매 개발은 수소연료전지 분야에서 당면하고 있는 가장 큰 걸림돌인 높은 생산 비용과 낮은 내구성을 해결하기 위해 연료전지에 필수적인 촉매 소재 및 전극 원천기술을 확보하고자 한다. 1단계 연구에서는 성능과 내구성이 최적화된 촉매 개발로 1) 다성분계 나노촉매의 형상을 제어 기술을 도입하여, 코어-쉘 멀티메탈릭 합금 전략을 통해 고성능, 고내구성 캐소드 촉매를 구현하는 연구와 2) 열역학적으로 안정한 인터메탈릭(intermetallic) 상으로의 상변환 기법을 통해 촉매 표면에 존재하는 비활성면(dead zone) 최소화함으로써 촉매성능 및 내구성을 제고하는 연구를 진행하고자 한다. 기존 촉매의 담지체로 많이 사용되는 Vulcan carbon은 산성 고전압 구동 조건에서 쉽게 부식되어 촉매의 표면에 피독, 촉매의 박리 문제를 발생하기 때문에 상용화를 위한 대면적의 촉매성 실험 및 장시간 연료전지 사용에 제한적이다. 한편, 고결정성 탄소소재 기반의 담지체는 높은 결정성을 통해 산성 고전압의 조건에서도 높은 안정성을 보이지만 표면 내 결함의 부재로 인하여 촉매의 결착이 어려운 문제가 존재한다. 따라서 2단계 연구에서는 고결정성 다공성 탄소담지체에 촉매를 결착시킬 수 있는 기술을 개발로, 전자선, 또는 라디칼 반응 전처리 기법과 촉매-담지체간의 결착력을 강화시킬 수 있는 관능기를 도입하여, 신규 고담지, 고분산 촉매-담지체 구조 (고결정성 탄소소재-인터메탈릭 나노촉매) 결착 연구를 진행하여 최종적으로 고성능, 고내구성을 확보된 나노촉매를 개발하고자 한다.