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성능이 향상된 전극 소재용 분말 제조 방법과 이를 이용한 전극과 그 활용.

  • 기술번호 : KST2015154070
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
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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 금속 전극 소재인 Mo 와 세라믹 소재를 이용하여 복합소재(composite materials)을 합성한 후 전극으로 이용하여 높은 전기전도도를 유지하면서도 고온에서 금속 전극입자가 입성장하는 것을 억제하여 전극의 성능 및 내구성이 모두 우수한 전극을 제조할 수 있는 소재를 제조한다. 이를 위해, 복수의 열처리 단계를 통해 세라믹 슬러리가 혼합된 Mo 유기 복합체(organic complex)를 만드는 단계, 석화처리 단계를 통해 Mo와 세라믹을 포함하는 혼합 분말(composite powder)을 만드는 단계를 포함한다. 본원 발명에 의해 제조된 복합소재인 Mo와 세라믹을 포함하는 혼합 분말을 이용하여 제조된 전극은 Mo 계 금속 전극의 장점인 고온에서의 우수한 전기전도도를 나타내면서, 동시에 세라믹 계열의 전극의 장점인 고온에서 입자성장을 억제하여 고온에서 성능열화가 발생하지 않는다. 또한, 종래의 전극을 BASE(Beta-Alumina Solid Electrolyte) 에 성형한 후 소결할 때의 문제점인 세라믹(전해질)-금속(전극) 이종 소결의 어려움으로 계면박리(delamination)가 발생했던 문제점이 개선되어 금속-세라믹 의 중간적 성질을 나타내기 때문에 계면 접합도 향상된다.
Int. CL H01L 35/02 (2006.01) H02N 11/00 (2006.01) H01L 35/34 (2006.01)
CPC
출원번호/일자 1020130036157 (2013.04.03)
출원인 한국에너지기술연구원
등록번호/일자 10-1406721-0000 (2014.06.05)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20140616) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2013.04.03)
심사청구항수 16

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국에너지기술연구원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김선동 대한민국 대전 유성구
2 우상국 대한민국 대전 유성구
3 김세영 대한민국 경기 성남시 분당구
4 주종훈 대한민국 충북 청원
5 한인섭 대한민국 대전 유성구
6 서두원 대한민국 대전 유성구
7 서민수 대한민국 대전 동구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 한상수 대한민국 서울시 서초구 효령로**길 ** *층 (브릿지웰빌딩)(에이치앤피국제특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국에너지기술연구원 대전광역시 유성구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2013.04.03 수리 (Accepted) 1-1-2013-0288936-26
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		 2014.01.08 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
4 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2014.02.11 수리 (Accepted) 9-1-2014-0011742-46
5 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2014.02.27 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2014-0143715-13
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2014.04.25 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2014-0399623-56
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)		 2014.04.25 수리 (Accepted) 1-1-2014-0400312-98
8 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2014.04.25 수리 (Accepted) 1-1-2014-0399582-72
9 등록결정서
Decision to grant		 2014.06.03 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2014-0387289-19
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2015.03.10 수리 (Accepted) 4-1-2015-0013224-83
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.01.19 수리 (Accepted) 4-1-2017-5010650-13
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.01.08 수리 (Accepted) 4-1-2019-5004978-55
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		 2019.08.21 수리 (Accepted) 4-1-2019-5166803-39
15 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.09.01 수리 (Accepted) 4-1-2020-5197654-62
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
전극 소재용 분말을 제조하는 방법에 있어서, (i) 세라믹(ceramic) 분말을 증류수(distilled water)에 용해한 제 1 용액을 준비하는 단계;(ii) 상기 (i) 단계의 제 1 용액에 착화제(complex agent)를 추가하여 세라믹 슬러리를 만드는 단계;(iii) 상기 (ii) 단계의 세라믹 슬러리를 1차 열처리하는 단계;(iv) 상기 (iii) 단계의 세라믹 슬러리에 Mo를 포함하는 제 2 용액을 추가하여,세라믹 슬러리가 혼합된 Mo 용액인 제 3 용액을 만드는 단계;(v) 상기 (iii) 단계의 상기 제 3 용액을 2차 열처리하는 단계;(vi) 상기 (v) 단계의 상기 제 3 용액에 폴리머 전구체(polymeric precursor)를 추가하여 세라믹 슬러리가 혼합된 Mo 유기 복합체(organic complex)를 만드는 단계;(vii) 상기 (vi) 단계의 세라믹 슬러리가 혼합된 Mo 유기 복합체를 3차 열처리하는 단계;(viii) 상기 (vii) 단계의 세라믹 슬러리가 혼합된 Mo 유기 복합체를 1차 석화처리 하여 세라믹 입자(particle) 상의 Mo 겔(gel)을 만드는 단계;(ix) 상기 (viii) 단계의 세라믹 입자 상의 Mo 겔을 2차 석화처리하여 Mo와 세라믹을 포함하는 분말 전구체(powder precursor)를 만드는 단계;(x) 상기 (ix) 단계의 Mo와 세라믹을 포함하는 분말 전구체를 3차 석화처리하여 Mo와 세라믹을 포함하는 혼합 분말(composite powder)을 만드는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 소재용 분말을 제조하는 방법
2 2
청구항 1에 있어서, 상기 (i) 단계에서, 상기 세라믹(ceramic) 분말은 TiN, TiC, NbC, RuW, Ru2O 중의 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 소재용 분말을 제조하는 방법
3 3
청구항 1에 있어서, 상기 (ii) 단계에서, 상기 착화제(complex agent)는 EDTA(ethylenediaminetetraacetic acid), 구연산(citric acid), 아세트산(acetic acid), 부티르산(butyric acid), 팔미트산(palmitic acid), 옥살산(oxalic acid), 타르타르산(tartaric acid) 중의 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 소재용 분말을 제조하는 방법
4 4
청구항 1에 있어서,상기 (iv) 단계에서, Mo를 포함하는 제 2 용액은 몰리브덴암모늄(ammonium molybdate), 몰리브덴나트륨(sodium molybdate), 몰리브덴나이트라이드(molybdenum nitride) 중의 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것 을 특징으로 하는 전극 소재용 분말을 제조하는 방법
5 5
청구항 1에 있어서, 상기 (vi) 단계에서, 상기 폴리머 전구체(polymeric precursor)는 증류수를 용제(solvent)로 하며,에틸렌 글리콜(Ethylene glycol), 글리세린(glycerine), 프로필렌 글리콜(propylene glycol), 부틸렌 글리콜(butylene glycol) 중의 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 소재용 분말을 제조하는 방법
6 6
청구항 1에 있어서,상기 (iii), (v), (vii)의 열처리 단계는 60 ℃ 내지 100 ℃ 의 온도로, 10 분 내지 50 분 열처리 하는 것을 특징으로 하는 전극 소재용 분말을 제조하는 방법
7 7
청구항 1에 있어서, 상기 (viii)의 1차 석화처리는 공기(Air) 중에서, 150 ℃ 내지 210 ℃ 의 온도로, 1 시간 내지 3 시간 동안 석화처리 하는 것을 특징으로 하는 전극 소재용 분말을 제조하는 방법
8 8
청구항 1에 있어서, 상기 (ix)의 2차 석화처리는 공기(Air) 중에서, 400 ℃ 내지 600 ℃ 의 온도로, 2 시간 내지 4시간 동안 석화처리 하는 것을 특징으로 하는 전극 소재용 분말을 제조하는 방법
9 9
청구항 1에 있어서, 상기 (x)의 3차 석화처리는 수소(H2) 분위기에서, 700 ℃ 내지 1100 ℃ 의 온도로, 5 시간 내지 7 시간 동안 석화처리 하는 것을 특징으로 하는 전극 소재용 분말을 제조하는 방법
10 10
전극에 있어서, 상기 청구항 1 내지 9 중 어느 하나의 방법으로 제조된 전극 소재용 분말로 제조되고,고온에서의 전극 내의 입자 성장율이 Mo 로 제조된 전극의 초기 입자 크기 대비 50% 이하이고, 전기 전도도가 Mo 로 제조된 전극의 50% 내지 90% 인 것을 특징으로 하는 전극
11 11
열전환 발전 셀의 제조 방법에 있어서,(A) 금속재질의 튜브 형태인 금속 지지체를 제조하는 단계;(B) 상기 금속 지지체 표면에 상기 청구항 1 내지 9 중 어느 하나의 방법으로 제조된 전극 소재용 분말로 제조된 내부 전극을 형성하는 단계; (C) 상기 내부 전극 표면에 고체 전해질을 형성하는 단계; (D) 상기 고체 전해질 표면에 청구항 1 내지 9 중 어느 하나의 방법으로 제조된 전극 소재용 분말로 제조된 외부 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 지지형 열전환 발전 셀의 제조 방법
12 12
청구항 11에 있어서, 상기 (A) 단계에서상기 금속 지지체는 다공성 금속 지지체이며, Mo, Ti, W, Cu, Ni, Fe, Ni-Fe, stainless, bronze 중의 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 지지형 열전환 발전 셀의 제조 방법
13 13
청구항 11에 있어서,상기 (C) 단계에서상기 고체 전해질은 베타 알루미나계 고체 전해질, 나시콘계 고체 전해질 중의 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 지지형 열전환 발전 셀의 제조 방법
14 14
열전환 발전 셀에 있어서,튜브 형태인 금속 지지체;상기 금속 지지체 표면에 형성된 상기 청구항 1 내지 9 중 어느 하나의 방법으로 제조된 전극 소재용 분말로 제조된 내부 전극;상기 내부 전극 표면에 형성된 고체 전해질;상기 고체 전해질 표면에 형성된 상기 청구항 1 내지 9 중 어느 하나의 방법으로 제조된 전극 소재용 분말로 제조된 외부 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 지지형 열전환 발전 셀
15 15
청구항 14에 있어서, 상기 금속 지지체는 다공성 금속 지지체이며Mo, Ti, W, Cu, Ni, Fe, Ni-Fe, stainless, bronze 중의 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 지지형 열전환 발전 셀
16 16
청구항 14에 있어서,상기 고체 전해질은 베타 알루미나계 고체 전해질, 나시콘계 고체 전해질 중의 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 지지형 열전환 발전 셀
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