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산소 이온전도체를 포함하는 제 1상; 및상기 제 1상의 입자 표면을 둘러싼 전자전도체 또는 혼합전도체의 제 2상을 포함하는 이중상 산소 분리막
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제 1항에 있어서,상기 산소 이온전도체는 형석 구조 산화물 또는 페롭스카이트 구조 산화물을 포함하는 이중상 산소 분리막
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제 2항에 있어서,상기 형석 구조 산화물은 이트리아 안정화 지르코니아(yttria-stabilized zirconia, YSZ), 스칸디아 안정화 지르코니아(Scandia-stabilized zirconia, ScSZ), 희토류로 안정화된 비스무트 산화물(Stabilized Bismuth oxide), 사마륨 주입된 세리아(samarium-doped ceria, SDC), 란타늄 주입된 세리아 (lanthanum-doped ceria, LDC) 및 가돌리늄 주입된 세리아(gadolinium-doped ceria, GDC)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 이중상 산소 분리막
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제 2항에 있어서,상기 페롭스카이트 구조 산화물은 LaGaO3인 것을 특징으로 하는 이중상 산소 분리막
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제 1항에 있어서,상기 전자전도체 또는 혼합전도체는 페롭스카이트 구조 산화물, 층상 페롭스카이트 구조 산화물 또는 스피넬 구조 산화물을 포함하는 이중상 산소 분리막
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제 5항에 있어서,상기 페롭스카이트 구조 산화물은 란타늄 스트론튬 코발타이트(Lanthanum strontium cobaltite, LSC), 란타늄 스트론튬 페라이트(Lanthanum strontium ferrite, LSF), 란타늄 스트론튬 망가나이트(Lanthanum strontium Manganite, LSM), 란타늄 스트론튬 크로마이트(Lanthanum strontium chromite, LSCr), 칼슘 티타네이트 페라이트(Calcium Titanate Ferrite, CTF, CaTiFeO3), 바륨 스트론튬 코발트 페라이트(Barium Strontium Cobalt Ferrite, BSCF), 스트론튬 티타네이트 페라이트(Strontium Titanate Ferrite, STF) 및 란타늄 스트론튬 코발트 페라이트(Lanthanum strontium cobalt ferrite, LSCF)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 이중상 산소 분리막
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제 5항에 있어서,상기 층상 페롭스카이트 구조 산화물은 란타늄 니켈레이트(Lanthanum nickelate, La2NiO4), 프라세오디뮴 니켈레이트(Praseodymium nickelate, Pr2NiO4), 프라세오디뮴 바륨 코발트 페라이트(Praseodymium barium cobalt ferrite, PBCF) 및 사마륨 바륨 코발트 페라이트(Samarium barium cobalt ferrite, SBCF)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 이중상 산소 분리막
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제 5항에 있어서,상기 스피넬 구조 산화물은 망간 페라이트(MnFe2O4), 니켈 페라이트(NiFe2O4) 및 코발트 페라이트(CoFe2O4)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 이중상 산소 분리막
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산소 이온전도체를 포함하는 제 1상을 제조하는 단계;상기 제 1상의 입자 표면에 전자전도체 또는 혼합전도체의 제 2상을 코팅하는 단계; 및상기 제 2상이 코팅된 제 1상의 입자를 소결하는 단계를 포함하는 이중상 산소 분리막의 제조방법
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제 9항에 있어서,상기 제 1상을 제조하는 단계는 산소이온 전도체의 원료가 되는 금속 산화물을 기계적으로 혼합한 다음, 열처리하여 제조되는 것을 특징으로 하는 이중상 산소 분리막의 제조방법
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제 9항에 있어서,상기 제 1상을 제조하는 단계는(a) 산소이온 전도체의 원료가 되는 금속 나이트레이트 또는 금속 클로라이드를 물에 용해하여 혼합용액을 제조하는 단계;(b) 상기 혼합용액에 킬레이트제를 첨가하여 전구체 용액을 제조하는 단계; 및(c) 상기 전구체 용액을 공침시키거나 용액 내 유기물의 열분해반응을 통해 이온 전도체로 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중상 산소 분리막의 제조방법
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제 11항에 있어서,상기 킬레이트제는 글리신(glycine), EDTA(ethylenediaminetetraacetic acid), 아세트산(acetic acid), 옥살산 (oxalic acid) 및 구연산(citiric acid)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 이중상 산소 분리막의 제조방법
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제 9항에 있어서,상기 제 1상을 제조하는 단계는(a) 산소이온 전도체의 원료가 되는 금속 나이트레이트 또는 금속 클로라이드를 물에 용해하여 혼합용액을 제조하는 단계;(b) 상기 혼합용액을 유기 단량체와 혼합하여 전구체 용액을 제조하는 단계; 및(c) 상기 전구체 용액을 열분해하여 단일상 이온 전도체로 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중상 산소 분리막의 제조방법
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제 13항에 있어서,상기 유기 단량체는 에틸렌 글리콜(ethylene glycol), 폴리올(polyol) 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 이중상 산소 분리막의 제조방법
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제 9항에 있어서,상기 제 2상 코팅 단계는(a) 코팅하고자 하는 전자전도체 또는 혼합전도체의 원료가 되는 금속 나이트레이트 또는 금속 클로라이드를 킬레이트제 또는 중합가능한 유기단량체와 혼합하여 전구체 용액을 제조하는 단계;(b) 상기 전구체 용액에 제 1상 분말을 분산하여 혼합물을 제조하는 단계; 및(c) 상기 혼합물을 가열함으로써 제 1상 입자 표면에 제 2상을 코팅하는 단계를 포함하는 이중상 산소 분리막의 제조방법
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제 15항에 있어서,상기 킬레이트제는 글리신(glycine), EDTA(ethylenediaminetetraacetic acid), 아세트산(acetic acid), 옥살산 (oxalic acid) 및 구연산(citiric acid)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 이중상 산소 분리막의 제조방법
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제 15항에 있어서,상기 중합가능한 유기단량체는 에틸렌 글리콜(ethylene glycol), 폴리올(polyol) 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 이중상 산소 분리막의 제조방법
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제 15항에 있어서,상기 (c) 단계는 60~80℃에서 리플럭스하여 코팅하는 것을 특징으로 하는 이중상 산소 분리막의 제조방법
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