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금속 질화물 전극 촉매를 이용한 전기화학적 암모니아 합성 모듈, 제조방법 및 그를 이용한 암모니아 합성방법
- 기술번호 : KST2015153515
- 담당센터 : 대전기술혁신센터
- 전화번호 : 042-610-2279
| 요약 | 본 발명은 암모니아 합성 모듈에 관한 것으로, 특히 촉매 및 전극 물질로 금속질화물이 코팅된 이온전도성 금속 산화물, 이온전도성 고분자, 고체산 혼합물 또는 고체산 혼합물 복합체 분리막을 이용하여 20 내지 800℃ 온도범위에서 암모니아를 합성하기 위한 모듈, 그 제조방법 및 암모니아 합성방법에 관한 것이다. 본 발명은, 이온전도성 금속 산화물, 이온전도성 고분자 또는 고체산 성분의 평판형 이온 분리막; 상기 평판형 이온 분리막의 양면 중심부에 대칭 또는 비대칭 형태로 코팅되어 전극 및 촉매기능을 하는 두 개의 금속 질화물 또는 금속 질화물 복합체 전극; 상기 두 개의 전극과 전기적으로 연결되고 전력을 공급하는 전원장치; 및 상기 이온 분리막의 일 면과 밀봉재를 통해 접합되어, 일 단면이 밀봉되는 반응기를 포함하는, 분리막을 이용한 암모니아 합성 모듈을 제공하고, 특히 금속 질화물을 전극 촉매로 이용함으로써 효율적인 암모니아의 합성의 장점이 있다. |
|---|---|
| Int. CL | B01J 19/08 (2006.01) C01C 1/04 (2006.01) B01J 27/24 (2006.01) |
| CPC | C01C 1/04(2013.01) C01C 1/04(2013.01) C01C 1/04(2013.01) C01C 1/04(2013.01) |
| 출원번호/일자 | 1020130109016 (2013.09.11) |
| 출원인 | 한국에너지기술연구원 |
| 등록번호/일자 | 10-1470929-0000 (2014.12.03) |
| 공개번호/일자 | |
| 공고번호/일자 | (20141209) 문서열기 |
| 국제출원번호/일자 | |
| 국제공개번호/일자 | |
| 우선권정보 | |
| 법적상태 | 등록 |
| 심사진행상태 | 수리 |
| 심판사항 | |
| 구분 | 신규 |
| 원출원번호/일자 | |
| 관련 출원번호 | |
| 심사청구여부/일자 | Y (2013.09.11) |
| 심사청구항수 | 25 |
출원인
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 한국에너지기술연구원 | 대한민국 | 대전광역시 유성구 |
발명자
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 유충열 | 대한민국 | 대전 유성구 |
| 2 | 유지행 | 대한민국 | 대전 서구 |
| 3 | 김승주 | 대한민국 | 경기 수원시 팔달구 |
| 4 | 주종훈 | 대한민국 | 충북 청원군 |
| 5 | 윤형철 | 대한민국 | 대전 유성구 |
| 6 | 김종남 | 대한민국 | 대전 유성구 |
| 7 | 우영민 | 대한민국 | 대전 유성구 |
| 8 | 장진영 | 대한민국 | 대전 유성구 |
| 9 | 손혜진 | 대한민국 | 경기 광명시 사성로***번길 * |
| 10 | 장시영 | 대한민국 | 대전 유성구 |
대리인
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 문환구 | 대한민국 | 서울특별시 강남구 논현로 ***, *층(역삼동, 메디빌딩)(두리암특허법률사무소) |
최종권리자
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 한국에너지기술연구원 | 대전광역시 유성구 |
| 번호 | 서류명 | 접수/발송일자 | 처리상태 | 접수/발송번호 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | [특허출원]특허출원서 [Patent Application] Patent Application |
2013.09.11 | 수리 (Accepted) | 1-1-2013-0830757-75 |
| 2 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2014.01.07 | 수리 (Accepted) | 4-1-2014-5003356-15 |
| 3 | 선행기술조사의뢰서 Request for Prior Art Search |
2014.02.07 | 수리 (Accepted) | 9-1-9999-9999999-89 |
| 4 | 선행기술조사보고서 Report of Prior Art Search |
2014.03.10 | 수리 (Accepted) | 9-1-2014-0021235-99 |
| 5 | 의견제출통지서 Notification of reason for refusal |
2014.08.26 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2014-0581693-58 |
| 6 | [명세서등 보정]보정서 [Amendment to Description, etc.] Amendment |
2014.08.29 | 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) | 1-1-2014-0826133-91 |
| 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) |
2014.08.29 | 수리 (Accepted) | 1-1-2014-0826105-12 |
| 8 | 등록결정서 Decision to grant |
2014.11.19 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2014-0788428-19 |
| 9 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2015.03.10 | 수리 (Accepted) | 4-1-2015-0013224-83 |
| 10 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2017.01.19 | 수리 (Accepted) | 4-1-2017-5010650-13 |
| 11 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2019.01.08 | 수리 (Accepted) | 4-1-2019-5004978-55 |
| 12 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2019.08.21 | 수리 (Accepted) | 4-1-2019-5166803-39 |
| 13 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2019.08.21 | 수리 (Accepted) | 4-1-2019-5166801-48 |
| 14 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2020.09.01 | 수리 (Accepted) | 4-1-2020-5197654-62 |
| 번호 | 청구항 |
|---|---|
| 1 |
1 고체 전해질로 구성된 평판형 이온 분리막; 상기 평판형 이온 분리막의 양면 중심부에 대칭 또는 비대칭 형태로 금속 질화물 또는 금속 질화물 복합체가 코팅되어 전극 및 촉매기능을 하는 두 개의 전극; 및상기 전극이 코팅된 상기 이온 분리막의 일 면과 밀봉재를 통해 접합되어, 일 단면이 밀봉되는 튜브형 반응기를 포함하는,금속 질화물을 촉매로 이용한 암모니아 합성 모듈 |
| 2 |
2 제 1항에 있어서, 상기 금속 질화물은 MaNb 이며,상기 M 은 Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Pb, Bi, La, Ce Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb, 및 Lu로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속이며, 상기 a 및 b 는 정수인, 금속 질화물을 촉매로 이용한 암모니아 합성 모듈 |
| 3 |
3 제 1항에 있어서,상기 금속 질화물 복합체는 금속 질화물 MaNb 이 다공성 탄소, 금속 또는 도전성 도료 matrix에 분산된 복합체로, 상기 M 은 Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Pb, Bi, La, Ce Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb, 및 Lu로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속이며, 상기 a 및 b 는 정수인, 금속 질화물을 촉매로 이용한 암모니아 합성 모듈 |
| 4 |
4 제 1항에 있어서,상기 고체 전해질은 이온전도성 금속 산화물 전해질 또는 이온전도성 고분자 전해질이고,상기 모듈은 상기 두 개의 전극과 전기적으로 연결되고 전력을 공급하는 전원장치를 더 포함하는,금속 질화물을 촉매로 이용한 암모니아 합성 모듈 |
| 5 |
5 제 4항에 있어서,상기 이온전도성 금속 산화물은 파이로 클로르 계열인 La2Zr2O7, 및 La2Ce2O7, 또는 화학식이 ABO3인 페롭스카이트 계열로,상기 A는 Ba, Sr, Ca 및 La 이며, 상기 B 는 Ce, Zr, W, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga 및 Y로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속인,금속 질화물을 촉매로 이용한 암모니아 합성 모듈 |
| 6 |
6 제 4항에 있어서,상기 이온전도성 고분자 전해질은, 설폰산기가 도입된 퍼플루오르계 고분자인,금속 질화물을 촉매로 이용한 암모니아 합성 모듈 |
| 7 |
7 제 1항에 있어서,상기 고체 전해질은 고체산 혼합물 전해질 또는 고체산 혼합물 복합체 전해질인,금속 질화물을 촉매로 이용한 암모니아 합성 모듈 |
| 8 |
8 제 7항에 있어서, 상기 고체산 혼합물 전해질은 MH2(PO4) 및 MH5(PO4)2의 고체산 혼합물이고, 상기 M 은 Li, Na, K, Rb, Cs 의 양이온 및 NH4+로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 양이온이고,상기 혼합물 MH2PO4 대 MH5(PO4)2의 중량 비율이 1:0 |
| 9 |
9 제 7항에 있어서,상기 혼합물 복합체는 MH2(PO4) 및 MH5(PO4)2의 혼합물이 SiO2, TiO2, 또는 SiC matrix에 분산된 복합체이고,상기 M 은 Li, Na, K, Rb, Cs 의 양이온 및 NH4+로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 양이온이고,상기 혼합물 MH2PO4 대 MH5(PO4)2의 중량 비율이 1:0 |
| 10 |
10 제 7항에 있어서,상기 모듈은 상기 두 개의 전극과 전기적으로 연결되고 전력을 공급하는 전원장치를 더 포함하는,금속 질화물을 촉매로 이용한 암모니아 합성 모듈 |
| 11 |
11 제 1항에 있어서,상기 밀봉재는, 에폭시 수지재료, 세라믹 수지재료, 비정질 유리재료, 결정화 유리재료 및 상기 각 재료에 상기 고체 전해질 재료가 각각 혼합된 재료군으로부터 선택된 하나 이상인,금속 질화물을 촉매로 이용한 암모니아 합성 모듈 |
| 12 |
12 제 1항에 있어서,상기 반응기는, 석영(quartz), 비정질 유리, 결정질 유리, Al2O3, 및 ZrO2로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 재질을 포함하는,금속 질화물을 촉매로 이용한 암모니아 합성 모듈 |
| 13 |
13 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항의 금속 질화물을 촉매로 이용한 암모니아 합성 모듈의 반응기의 일 단면이 밀봉되는 튜브형 반응기의 개방공간 중 미리 정한 공간으로 질소 기체를 주입하는 단계; 상기 질소 기체가 주입되는 튜브형 반응기와 밀봉재를 통해 접합되는 이온 분리막의 일면에 대한 타면방향인 반대편으로 수소 또는 수증기를 주입하는 단계; 및상기 반응기의 이온분리막에서 합성되는 암모니아를 일단면이 밀봉되는 튜브형 반응기의 개방공간 중 미리 정한 공간으로 수득하는 단계를 포함하는,암모니아 합성 방법 |
| 14 |
14 금속 질화물 분말, 금속 질화물 복합체 분말 및 고체 전해질 분리막을 준비하는 단계; 상기 금속 질화물 분말을 도전성 접착제 또는 도료에 분산하여 슬러리를 제조하는 단계;상기 금속 질화물 또는 상기 슬러리를 붓, 스프레이 또는 스크린프린팅을 이용하여 상기 분리막의 양면에 코팅하여 전극을 제조하는 단계; 및상기 전극이 코팅된 상기 분리막의 일 면과 석영(quartz), 비정질 유리, 결정질 유리, Al2O3, 및 ZrO2로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 재질로 구성된 튜브형 반응기의 일 단면을 밀봉재를 사용해 접합하는 단계를 포함하는,금속 질화물을 촉매로 이용한 암모니아 합성 모듈의 제조방법 |
| 15 |
15 제 14항에 있어서, 상기 금속 질화물은 MaNb 이며,상기 M 은 Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Pb, Bi, La, Ce Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb, 및 Lu로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속이며, 상기 a 및 b 는 정수인, 금속 질화물을 촉매로 이용한 암모니아 합성 모듈의 제조방법 |
| 16 |
16 제 14항에 있어서,상기 금속 질화물 복합체는 금속 질화물 MaNb 이 다공성 탄소, 금속 또는 도전성 도료 matrix에 분산된 복합체로, 상기 M 은 Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Pb, Bi, La, Ce Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb, 및 Lu로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속이며, 상기 a 및 b 는 정수인, 금속 질화물을 촉매로 이용한 암모니아 합성 모듈의 제조방법 |
| 17 |
17 제 14항에 있어서,상기 고체 전해질은 이온전도성 금속 산화물 또는 이온전도성 고분자 전해질이고, 상기 모듈의 제조방법은 상기 분리막의 양면에 코팅된 전극과 각각 전기적으로 연결되고 전력을 공급하는 전원장치와 연결하는 단계를 더 포함하는,금속 질화물을 촉매로 이용한 암모니아 합성 모듈의 제조방법 |
| 18 |
18 제 17항에 있어서,상기 이온전도성 금속 산화물은 파이로 클로르 계열인 La2Zr2O7, 및 La2Ce2O7, 또는 화학식이 ABO3인 페롭스카이트 계열로,상기 A는 Ba, Sr, Ca 및 La 이며, 상기 B 는 Ce, Zr, W, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga 및 Y로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속인,금속 질화물을 촉매로 이용한 암모니아 합성 모듈의 제조방법 |
| 19 |
19 제 18항에 있어서,상기 이온전도성 고분자 전해질은 설폰산기가 도입된 퍼플루오르계 고분자인,금속 질화물을 촉매로 이용한 암모니아 합성 모듈의 제조방법 |
| 20 |
20 제 14항에 있어서,상기 고체 전해질은 고체산 혼합물 전해질 또는 고체산 복합체 혼합물 전해질인, 금속 질화물을 촉매로 이용한 암모니아 합성 모듈의 제조방법 |
| 21 |
21 제 20항에 있어서, 상기 고체산 혼합물 전해질은 MH2(PO4) 및 MH5(PO4)2의 고체산 혼합물이고, 상기 M 은 Li, Na, K, Rb, Cs 의 양이온 및 NH4+로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 양이온이고,상기 혼합물 MH2PO4 대 MH5(PO4)2의 중량 비율이 1:0 |
| 22 |
22 제 20항에 있어서,상기 혼합물 복합체는 MH2(PO4) 및 MH5(PO4)2의 혼합물이 SiO2, TiO2, 또는 SiC matrix에 분산된 복합체이고,상기 M 은 Li, Na, K, Rb, Cs 의 양이온 및 NH4+로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 양이온이고,상기 혼합물 MH2PO4 대 MH5(PO4)2의 중량 비율이 1:0 |
| 23 |
23 제 20항에 있어서,상기 모듈의 제조방법은 상기 분리막의 양면에 코팅된 전극과 각각 전기적으로 연결되고 전력을 공급하는 전원장치를 더 포함하는,금속 질화물을 촉매로 이용한 암모니아 합성 모듈의 제조방법 |
| 24 |
24 제 14항에 있어서,상기 밀봉재는, 에폭시 수지재료, 세라믹 수지재료, 비정질 유리재료, 결정화 유리재료 및 상기 각 재료에 상기 고체 전해질 재료가 각각 혼합된 재료군으로부터 선택된 하나 이상인,금속 질화물을 촉매로 이용한 암모니아 합성 모듈의 제조방법 |
| 25 |
25 제 14항에 있어서,상기 반응기는, 석영(quartz), 비정질 유리, 결정질 유리, Al2O3, 및 ZrO2로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 재질을 포함하는,금속 질화물을 촉매로 이용한 암모니아 합성 모듈의 제조방법 |
| 지정국 정보가 없습니다 |
|---|
| 패밀리정보가 없습니다 |
|---|
| 순번 | 연구부처 | 주관기관 | 연구사업 | 연구과제 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 지식경제부 | 한국에너지기술연구원 | 주요사업 (연구원 자체사업) | 암모니아 연료생산 및 활용 |
| 공개전문 정보가 없습니다 |
|---|
- 본 등록정보는 참고용으로 법적증빙자료로 사용할 수 없습니다.
- 데이터 이관에 따른 소요기간(1일)으로 인하여 등록원부와 일부 차이가 발생할 수 있으며, 일부 정보(부기, 상세 주소 등)를 제공하지 않고 있습니다.
- 법적증빙자료로 활용하시거나 더 자세한 정보를 보시려면 등록원부를 발급받아 사용하시기 바랍니다.
| 특허 등록번호 | 10-1470929-0000 |
|---|
권리란
| 표시번호 | 사항 |
|---|---|
| 1 |
출원 연월일 : 20130911 출원 번호 : 1020130109016 공고 연월일 : 20141209 공고 번호 : 특허결정(심결)연월일 : 20141119 청구범위의 항수 : 25 유별 : C01C 1/04 발명의 명칭 : 금속 질화물 전극 촉매를 이용한 전기화학적 암모니아 합성 모듈, 제조방법 및 그를 이용한 암모니아 합성방법 존속기간(예정)만료일 : |
특허권자란
| 순위번호 | 사항 |
|---|---|
| 1 |
(권리자) 한국에너지기술연구원 대전광역시 유성구... |
등록료란
| 제 1 - 3 년분 | 금 액 | 510,000 원 | 2014년 12월 03일 | 납입 |
| 제 4 년분 | 금 액 | 413,000 원 | 2017년 12월 04일 | 납입 |
| 제 5 년분 | 금 액 | 295,000 원 | 2018년 09월 18일 | 납입 |
| 제 6 년분 | 금 액 | 295,000 원 | 2019년 09월 09일 | 납입 |
| 제 7 년분 | 금 액 | 525,000 원 | 2020년 09월 11일 | 납입 |
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| 번호 | 서류명 | 접수/발송일자 | 처리상태 | 접수/발송번호 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | [특허출원]특허출원서 | 2013.09.11 | 수리 (Accepted) | 1-1-2013-0830757-75 |
| 2 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2014.01.07 | 수리 (Accepted) | 4-1-2014-5003356-15 |
| 3 | 선행기술조사의뢰서 | 2014.02.07 | 수리 (Accepted) | 9-1-9999-9999999-89 |
| 4 | 선행기술조사보고서 | 2014.03.10 | 수리 (Accepted) | 9-1-2014-0021235-99 |
| 5 | 의견제출통지서 | 2014.08.26 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2014-0581693-58 |
| 6 | [명세서등 보정]보정서 | 2014.08.29 | 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) | 1-1-2014-0826133-91 |
| 7 | [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서 | 2014.08.29 | 수리 (Accepted) | 1-1-2014-0826105-12 |
| 8 | 등록결정서 | 2014.11.19 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2014-0788428-19 |
| 9 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2015.03.10 | 수리 (Accepted) | 4-1-2015-0013224-83 |
| 10 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2017.01.19 | 수리 (Accepted) | 4-1-2017-5010650-13 |
| 11 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2019.01.08 | 수리 (Accepted) | 4-1-2019-5004978-55 |
| 12 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2019.08.21 | 수리 (Accepted) | 4-1-2019-5166803-39 |
| 13 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2019.08.21 | 수리 (Accepted) | 4-1-2019-5166801-48 |
| 14 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2020.09.01 | 수리 (Accepted) | 4-1-2020-5197654-62 |
| 기술정보가 없습니다 |
|---|
| 과제고유번호 | 1415127636 |
|---|---|
| 세부과제번호 | KIER-B22422 |
| 연구과제명 | 창의형 에너지 핵심 원천기술 개발 |
| 성과구분 | 출원 |
| 부처명 | 지식경제부 |
| 연구관리전문기관명 | 산업기술연구회 |
| 연구주관기관명 | 한국에너지기술연구원 |
| 성과제출연도 | 2012 |
| 연구기간 | 201201~201312 |
| 기여율 | 1 |
| 연구개발단계명 | 응용연구 |
| 6T분류명 | ET(환경기술) |
특허성과
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