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초소형 연료전지 및 그 제조 방법과 이를 이용한 초소형 연료전지 스택

  • 기술번호 : KST2014028238
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 박막 공정 및 양극산화피막 처리에 의한 나노 기공 구조를 전극의 기공 구조를 구현하기 위한 템플릿 (template)으로 이용한 초소형 연료전지에 관한 것으로서, 고체 전해질과, 상기 전해질 상에 분리 형성된 제1 및 제2 전극을 포함하여 이루어지며, 상기 제1 및 제2 전극 중 적어도 하나는, 박막 증착 후 양극산화피막 처리 및 식각을 통해 다수의 나노 기공들이 형성된 템플릿에 의하여 지지되며, 상기 템플릿에 형성된 다수의 나노 기공들의 전부 또는 일부와 대응하는 위치에 각각 나노 기공이 형성된 기공성 전극인 것을 특징으로 하는 초소형 연료전지 및 그 제조 방법과 이를 이용한 초소형 연료전지 스택을 제공한다. 본 발명에 의하면, 박막 공정을 기반으로 한 초소형 연료전지를 제조할 수 있고, 단전지들의 고집적화를 통해 고전압, 고전류를 발생시키는 마이크로 연료전지 시스템을 구현할 수 있다. 마이크로 연료전지, 박막 공정, MEMS, 기공 구조, 템플릿
Int. CL B82Y 30/00 (2011.01) H01M 4/88 (2011.01) H01M 8/02 (2011.01)
CPC
출원번호/일자 1020080004597 (2008.01.15)
출원인 한국과학기술연구원
등록번호/일자 10-1002044-0000 (2010.12.10)
공개번호/일자 10-2009-0078660 (2009.07.20) 문서열기
공고번호/일자 (20101217) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2008.01.15)
심사청구항수 17

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술연구원 대한민국 서울특별시 성북구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 손지원 대한민국 서울 성북구
2 이해원 대한민국 서울특별시 동대문구
3 김기범 대한민국 서울 관악구
4 권창우 대한민국 경기 성남시 분당구
5 이종호 대한민국 서울특별시 광진구
6 김혜령 대한민국 서울 강남구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 박장원 대한민국 서울특별시 강남구 강남대로 ***, *층~*층 (논현동, 비너스빌딩)(박장원특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 에스티엠(주) 대구광역시 달서구
번호, 서류명, 접수/발송일자, 처리상태, 접수/발송일자의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 행정처리 표입니다.
번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2008.01.15 수리 (Accepted) 1-1-2008-0034387-63
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2008.10.08 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2008.11.11 수리 (Accepted) 9-1-2008-0070812-64
4 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2009.12.15 수리 (Accepted) 4-1-2009-5247056-16
5 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2010.02.22 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2010-0073855-83
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2010.04.20 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2010-0252997-10
7 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2010.04.20 수리 (Accepted) 1-1-2010-0252993-27
8 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2010.08.31 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2010-0385768-93
9 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2010.10.20 수리 (Accepted) 1-1-2010-0678749-73
10 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2010.10.20 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2010-0678750-19
11 등록결정서
Decision to grant		 2010.11.30 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2010-0551188-16
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.02.19 수리 (Accepted) 4-1-2014-5022002-69
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
고체 전해질과; 상기 전해질의 제1 면 상에 배치되는 제1 전극과; 상기 제1 면 상에 제1 전극과는 분리되어 배치되거나, 상기 전해질의 제2 면 상에 배치되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 어느 하나를, 맞닿은 상태로 지지하는 템플릿을 포함하여 이루어지고, 상기 템플릿은 박막 증착 후 양극산화피막 처리 및 식각을 통해 다수의 나노 기공들을 포함하며, 상기 템플릿에 의하여 맞닿은 상태로 지지되는 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 어느 하나는 상기 나노 기공들의 전부 또는 일부에 대응하는 각각의 나노 기공을 갖는 기공성 전극을 이루도록 형성된 것을 특징으로 하고, 상기 고체 전해질은 다면체이고, 상기 제1 면은 상기 고체 전해질의 다면 중 어느 하나의 면이고, 상기 제2 면은 상기 고체 전해질의 다면 중 제1 면과 다른 어느 하나의 면인 것인 초소형 연료전지
2 2
제1항에 있어서, 양극산화피막 처리에 의한 상기 템플릿의 울퉁불퉁한 면이 상기 고체 전해질 쪽을 향하고, 상기 기공성 전극은 상기 템플릿의 상기 고체 전해질과 맞닿은 면 및 상기 템플릿의 나노 기공을 이루는 내벽 상에 균일 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 초소형 연료전지
3 3
제2항에 있어서, 상기 템플릿의 상기 고체 전해질과 맞닿은 면의 반대쪽 면에 양극산화피막 처리를 위한 하부 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초소형 연료전지
4 4
제1항에 있어서, 양극산화피막 처리에 의한 상기 템플릿의 울퉁불퉁한 면이 상기 고체 전해질 반대쪽을 향하고, 상기 기공성 전극은 상기 템플릿과 상기 전해질 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 초소형 연료전지
5 5
제1항에 있어서, 양극산화피막 처리에 의한 상기 템플릿의 울퉁불퉁한 면이 상기 전해질 면과 반대 방향인 하방을 향하고, 상기 기공성 전극은 상기 템플릿의 하단 면 및 상기 템플릿의 나노 기공을 이루는 내벽 상에 균일 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 초소형 연료전지
6 6
제1항에 있어서, 상기 템플릿을 맞닿은 상태로 지지하며, 상기 기공성 전극에 형성된 나노 기공에 이르기까지 기체의 이동 통로를 확보하기 위한 개구부가 형성된 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초소형 연료전지
7 7
제1항에 있어서, 상기 템플릿을 맞닿은 상태로 지지하며, 전부 또는 일부가 기공 구조로 이루어져 상기 기공성 전극에 형성된 나노 기공에 이르기까지 기체의 이동 통로가 확보된 기공성 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초소형 연료전지
8 8
제1항에 있어서, 상기 전해질이 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 초소형 연료전지
9 9
삭제
10 10
제1항에 있어서, 상기 템플릿의 소재는 알루미늄 (Al), 타이타늄 (Ti), 마그네슘 (Mg), 아연 (Zn), 탄탈륨 (Ta), 지르코늄 (Zr), 이트륨 (Y), 세륨 (Ce), 하프늄 (Hf), 나이오븀 (Nb) 및 실리콘 (Si)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 또는 그 합금인 것을 특징으로 하는 초소형 연료전지
11 11
삭제
12 12
기판 위에 맞닿은 상태로 다수의 단전지 (unit cell)가 배치되고, 상기 다수의 단전지 중 임의의 두 단전지 사이를 이어주는 연결선을 통해 직렬 또는 병렬 연결되며, 상기 단전지는, 제1항 내지 제8항 또는 제10항 중 어느 하나의 항에 따른 초소형 연료전지인 초소형 연료전지 스택
13 13
제12항에 있어서, 상기 다수의 단전지는 상기 기판 위에 수평으로 배치되며, 상기 기판은 상기 탬플릿을 맞닿은 상태로 지지하고, 상기 기판에는 그 저면으로부터 상기 기공성 전극에 형성된 나노 기공에 이르기까지 기체의 이동 통로를 확보하기 위한 개구부가 형성되어 있거나, 혹은 상기 기공성 전극 아래의 기판 부분은 기공 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 초소형 연료전지 스택
14 14
기판 위에 템플릿의 원료 물질을 박막 공정에 의해 증착하는 단계; 증착된 박막을 양극산화피막 처리하여 포러스층 (porous layer)과 배리어층 (barrier layer)을 갖는 양극산화피막을 형성하는 단계; 상기 양극산화피막 상에 제1 전극을 균일 두께로 형성하는 단계; 상기 제1 전극 위에 전해질을 형성하는 단계; 상기 전해질 상에 제2 전극을 형성하는 단계; 및 상기 배리어층 및 이 배리어층 상에 형성된 상기 제1 전극 부위를 식각하여 상기 제1 전극에 다수의 나노 기공들을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 초소형 연료전지의 제조 방법
15 15
제14항에 있어서, 상기 배리어층 및 상기 제1 전극 부위의 식각 이전에, 상기 기판에 그 저면으로부터 상기 배리어층에 이르기까지 개구부를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초소형 연료전지의 제조 방법
16 16
제14항에 있어서, 상기 기판은 기공성 기판이며, 상기 배리어층 및 상기 제1 전극 부위의 식각은 상기 기판에 확보된 기공 통로를 통하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 초소형 연료전지의 제조 방법
17 17
기판 위에 템플릿의 원료 물질을 박막 공정에 의해 증착하는 단계; 증착된 템플릿 박막 상에 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 전극 상에 전해질을 형성하는 단계; 상기 전해질 상에 제2 전극을 형성하는 단계; 상기 기판에 그 저면으로부터 상기 템플릿 박막의 저면에 이르기까지 개구부를 형성하는 단계; 상기 템플릿 박막을 양극산화피막 처리하여 포러스층과 배리어층을 갖는 양극산화피막을 형성하는 단계; 및 상기 배리어층 및 이 배리어층과 접촉하는 상기 제1 전극 부위를 식각하여 상기 제1 전극에 다수의 나노 기공들을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 초소형 연료전지의 제조 방법
18 18
제17항에 있어서, 상기 제1 전극 부위의 식각 이전에, 상기 포러스층 상에 상기 제1 전극과 동종 또는 이종의 전극 물질을 증착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초소형 연료전지의 제조 방법
19 19
기판의 저면에 개구부를 형성하는 단계; 상기 개구부가 형성된 기판 부위에 템플릿의 원료 물질을 박막 공정에 의해 증착하는 단계; 상기 템플릿 박막을 양극산화피막 처리하여 포러스층과 배리어층을 갖는 양극산화피막을 형성하는 단계; 상기 양극산화피막 상에 제1 전극을 균일 두께로 형성하는 단계; 상기 기판의 상면, 상기 배리어층 및 이 배리어층 상에 형성된 상기 제1 전극 부위를 식각하여 상기 제1 전극에 다수의 나노 기공들을 형성하는 단계; 상기 포러스층 위에 전해질을 형성하는 단계; 및 상기 전해질 상에 제2 전극을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 초소형 연료전지의 제조 방법
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