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수소 가스가 배출되는 통로를 제공하는 관이 내부에 형성되어 있고 다공성을 갖는 관형 지지체; 및
상기 관형 지지체의 외측에 형성되어 있고 수소 이온 전도성을 가져 수소를 포함하는 혼합 가스에서 수소를 분리시켜 상기 관형 지지체로 배출하는 수소 분리막을 포함하며,
상기 수소 분리막의 기공율은 0보다 크고 0
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제1항에 있어서, 상기 수소 분리막의 외측에 형성되고 수소 분리를 촉진하는 Pt, Ni, Pd, Ag, Mo 및 Co 중에서 선택된 적어도 1종의 금속으로 구성되는 촉매층을 더 포함하는 관형의 수소 분리막체
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수소를 포함하는 혼합 가스가 유입되는 통로를 제공하는 관이 내부에 형성되어 있고 다공성을 갖는 관형 지지체; 및
상기 관형 지지체의 내측에 형성되어 있고 수소 이온 전도성을 가져 수소를 포함하는 혼합 가스에서 수소를 분리시켜 상기 관형 지지체로 배출하는 수소 분리막을 포함하며,
상기 수소 분리막의 기공율은 0보다 크고 0
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제3항에 있어서, 상기 수소 분리막의 내측에 형성되고 수소 분리를 촉진하는 Pt, Ni, Pd, Ag, Mo 및 Co 중에서 선택된 적어도 1종의 금속으로 구성되는 촉매층을 더 포함하는 관형의 수소 분리막체
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제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 관형 지지체와 상기 수소 분리막의 사이에 형성되고 수소 분리를 촉진하는 Pt, Ni, Pd, Ag, Mo 및 Co 중에서 선택된 적어도 1종의 금속으로 구성되는 촉매층을 더 포함하는 관형의 수소 분리막체
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6
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 관형 지지체와 상기 수소 분리막 사이에 100㎚보다 작은 평균 기공 크기를 갖는 기공이 형성된 다공성 코팅막을 더 포함하는 관형의 수소 분리막체
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제6항에 있어서, 상기 다공성 코팅막과 상기 수소 분리막 사이에 형성되고, 수소 분리를 촉진하는 Pt, Ni, Pd, Ag, Mo 및 Co 중에서 선택된 적어도 1종으로 금속으로 구성되는 촉매층을 더 포함하는 관형의 수소 분리막체
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8
제6항에 있어서, 상기 다공성 코팅막의 평균 기공 크기는 0
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제6항에 있어서, 상기 다공성 코팅막은 수소 분리막체가 사용되는 온도인 300∼900℃에서 변형이 일어나지 않는 세라믹 재질인 SiC, Al2O3, ZrO2 및 AlTiO3 중에서 선택된 적어도 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 관형의 수소 분리막체
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10
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 관형 지지체의 평균 기공 크기는 0
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제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 관형 지지체는 수소 분리막체가 사용되는 온도인 300∼900℃에서 변형이 일어나지 않는 세라믹 재질인 SiC, Al2O3, ZrO2 및 AlTiO3 중에서 선택된 적어도 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 관형의 수소 분리막체
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12
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 수소 분리막은 BaCexYM1-xO3, SrCexYM1-xO3 및 LaSrxM1-xO3(여기서, M은 La, Y, Yb, Ga, Gd, In 또는 Ge이고, x는 실수이고 0≤x≤1임)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종의 페로브스카이트형 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 관형의 수소 분리막체
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13
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 수소 분리막은 수소 이온 전도성에 전자 전도성을 부여하기 위한 10∼200㎚ 크기의 전도성 금속 나노입자 또는 전도성 세라믹 나노입자를 더 포함하되, 상기 전도성 금속 나노입자는 수소 분리막체가 사용되는 온도인 300∼900℃보다 융점이 높은 Pt, Ni, Pd, Ag, Mo, Fe 및 Co 중에서 선택된 적어도 하나의 금속으로 이루어지고 상기 세라믹 나노입자는 CeO2, SnO2, WO3, SiC 중에서 선택된 적어도 하나의 물질로 이루어진 것을 특징으로 관형의 수소 분리막체
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(a) 수소 분리막체가 사용되는 온도에서 변형이 일어나지 않는 세라믹 재질의 원료와 기공형성제를 혼합하고 반죽하는 단계;
(b) 반죽된 결과물을 수소 가스가 배출되는 통로를 제공하는 관이 내부에 구비되게 성형하여 관형 지지체를 형성하는 단계;
(c) 상기 관형 지지체 내부의 관이 노출되지 않도록 밀봉하고, 상기 관형 지지체 외측에 수소 이온 전도성을 가져 수소를 포함하는 혼합 가스에서 수소를 분리시키는 수소 분리막을 코팅하는 단계; 및
(d) 수소 분리막이 코팅된 결과물을 소성하는 단계를 포함하며,
상기 수소 분리막의 기공율은 0보다 크고 0
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제14항에 있어서, 상기 수소 분리막의 외측에 수소 분리를 촉진하는 Pt, Ni, Pd, Ag, Mo 및 Co 중에서 선택된 적어도 1종의 금속으로 구성되는 촉매층을 형성하는 단계를 더 포함하는 관형의 수소 분리막체의 제조방법
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(a) 수소 분리막체가 사용되는 온도에서 변형이 일어나지 않는 세라믹 재질의 원료와 기공형성제를 혼합하고 반죽하는 단계;
(b) 반죽된 결과물을 수소를 포함하는 혼합 가스가 유입되는 통로를 제공하는 관이 내부에 구비되게 성형하여 관형 지지체를 형성하는 단계;
(c) 상기 관형 지지체의 외부 표면이 코팅되지 않도록 보호하고, 상기 관형 지지체의 내측에 수소 이온 전도성을 가져 수소를 포함하는 혼합 가스에서 수소를 분리시키는 수소 분리막을 코팅하는 단계; 및
(d) 수소 분리막이 코팅된 결과물을 소성하는 단계를 포함하며,
상기 수소 분리막의 기공율은 0보다 크고 0
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제16항에 있어서, 상기 수소 분리막의 내측에 수소 분리를 촉진하는 Pt, Ni, Pd, Ag, Mo 및 Co 중에서 선택된 적어도 1종의 금속으로 구성되는 촉매층을 형성하는 단계를 더 포함하는 관형의 수소 분리막체의 제조방법
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제14항 또는 제16항에 있어서, 상기 관형 지지체와 상기 수소 분리막의 사이에 수소 분리를 촉진하는 Pt, Ni, Pd, Ag, Mo 및 Co 중에서 선택된 적어도 1종의 금속으로 구성되는 촉매층을 형성하는 단계를 더 포함하는 관형의 수소 분리막체의 제조방법
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제14항 또는 제16항에 있어서, 상기 수소 분리막을 코팅하는 단계 전에,
상기 관형 지지체 상에 수소 분리막체가 사용되는 온도에서 변형이 일어나지 않는 세라믹 재질의 원료와 기공형성제를 함유하는 코팅막을 도포하는 단계를 더 포함하며,
상기 수소 분리막은 상기 코팅막 상에 코팅하며, 소성을 통해 상기 코팅막은 100㎚보다 작은 평균 기공 크기를 갖는 기공이 형성된 다공성 코팅막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 관형의 수소 분리막체의 제조방법
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제19항에 있어서, 상기 다공성 코팅막과 상기 수소 분리막 사이에 수소 분리를 촉진하는 Pt, Ni, Pd, Ag, Mo 및 Co 중에서 선택된 적어도 1종의 금속으로 구성되는 촉매층을 형성하는 단계를 더 포함하는 관형의 수소 분리막체의 제조방법
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제19항에 있어서, 상기 다공성 코팅막은 수소 분리막체가 사용되는 온도인 300∼900℃에서 변형이 일어나지 않는 세라믹 재질인 SiC, Al2O3, ZrO2 및 AlTiO3 중에서 선택된 적어도 하나의 재질로 형성하는 것을 특징으로 하는 관형의 수소 분리막체의 제조방법
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제14항 또는 제16항에 있어서, 상기 관형 지지체는 수소 분리막체가 사용되는 온도인 300∼900℃에서 변형이 일어나지 않는 세라믹 재질인 SiC, Al2O3, ZrO2 및 AlTiO3 중에서 선택된 적어도 하나의 재질로 형성하는 것을 특징으로 하는 관형의 수소 분리막체의 제조방법
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제14항 또는 제16항에 있어서, 상기 수소 분리막은 BaCexYM1-xO3, SrCexYM1-xO3 및 LaSrxM1-xO3(여기서, M은 La, Y, Yb, Ga, Gd, In 또는 Ge이고, x는 실수이고 0≤x≤1임)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종의 페로브스카이트형 소재로 형성하는 것을 특징으로 하는 관형의 수소 분리막체의 제조방법
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제14항 또는 제16항에 있어서, 수소 분리막을 코팅하는 단계에,
상기 수소 분리막에 수소 이온 전도성에 전자 전도성을 부여하기 위한 10∼200㎚ 크기의 전도성 금속 나노입자 또는 전도성 세라믹 나노입자를 첨가하는 단계를 더 포함하되, 상기 전도성 금속 나노입자로 수소 분리막체가 사용되는 온도인 300∼900℃보다 융점이 높은 Pt, Ni, Pd, Ag, Mo, Fe 및 Co 중에서 선택된 적어도 하나의 금속을 사용하고 상기 세라믹 나노입자는 CeO2, SnO2, WO3, SiC 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 사용하는 것을 특징으로 하는 관형의 수소 분리막체의 제조방법
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