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연료전지용 전극촉매, 이 전극촉매를 포함하는 막 전극 접합체와 연료전지, 및 연료전지용 전극촉매의 제조방법

  • 기술번호 : KST2015169312
  • 담당센터 : 대구기술혁신센터
  • 전화번호 : 053-550-1450
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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 현재 상업적으로 널리 사용되고 있는 Pt/C 촉매에 필적할 수 있는 우수한 전기화학적 활성을 가지면서도 백금보다 훨씬 저렴한 연료전지용 전극촉매, 및 이 전극촉매를 포함하는 막 전극 접합체와 연료전지가 제시된다. 본 발명의 어느 일 측면에 따른 연료전지용 전극촉매는 텅스텐 카바이드: 및 상기 촉매 성분을 포함하고, 상기 촉매 성분이 팔라듐(Pd); 및 니켈(Ni), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 코발트(Co), 망간(Mn), 금(Au), 철(Fe) 및 은(Ag)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 1종 또는 2종 이상의 다른 금속 촉매 성분을 포함하며, 상기 텅스텐 카바이드는 10 ~ 30 m2/g의 비표면적을 갖는다.
Int. CL H01M 8/10 (2016.01) H01M 4/88 (2006.01) H01M 4/92 (2006.01) B01J 37/08 (2006.01) B01J 27/22 (2006.01)
CPC H01M 4/921(2013.01) H01M 4/921(2013.01) H01M 4/921(2013.01) H01M 4/921(2013.01) H01M 4/921(2013.01) H01M 4/921(2013.01) H01M 4/921(2013.01) H01M 4/921(2013.01) H01M 4/921(2013.01) H01M 4/921(2013.01)
출원번호/일자 1020100074388 (2010.07.30)
출원인 삼성전자주식회사, 포항공과대학교 산학협력단
등록번호/일자 10-1688524-0000 (2016.12.15)
공개번호/일자 10-2012-0021452 (2012.03.09) 문서열기
공고번호/일자 (20161222) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2015.03.12)
심사청구항수 25

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 삼성전자주식회사 대한민국 경기도 수원시 영통구
2 포항공과대학교 산학협력단 대한민국 경상북도 포항시 남구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 박찬호 대한민국 서울특별시 강남구
2 유대종 대한민국 서울특별시 중구
3 장혁 대한민국 경기도 성남시 분당구
4 함동진 대한민국 경기도 안양시 동안구
5 한승훈 대한민국 부산광역시 동래구
6 배강홍 대한민국 경상남도 창원시 진해구
7 이재성 대한민국 경상북도 포항시 남구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 리앤목특허법인 대한민국 서울 강남구 언주로 **길 **, *층, **층, **층, **층(도곡동, 대림아크로텔)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 포항공과대학교 산학협력단 경상북도 포항시 남구
2 삼성전자주식회사 경기도 수원시 영통구
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		 2010.07.30 수리 (Accepted) 1-1-2010-0496746-12
2 [출원서등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment		 2010.08.10 수리 (Accepted) 1-1-2010-0513541-15
3 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2012.06.21 수리 (Accepted) 4-1-2012-5132663-40
4 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2013.06.13 수리 (Accepted) 4-1-2013-0025573-58
5 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.02.25 수리 (Accepted) 4-1-2014-5024386-11
6 [심사청구]심사청구(우선심사신청)서
[Request for Examination] Request for Examination (Request for Preferential Examination)		 2015.03.12 수리 (Accepted) 1-1-2015-0240837-71
7 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2015.09.11 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
8 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2015.11.10 수리 (Accepted) 9-1-2015-0071285-12
9 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2016.03.24 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2016-0221657-40
10 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2016.05.10 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2016-0444322-33
11 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2016.05.10 수리 (Accepted) 1-1-2016-0444313-22
12 심사처리보류(연기)보고서
Report of Deferment (Postponement) of Processing of Examination		 2016.09.29 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-6-2016-0124369-76
13 등록결정서
Decision to grant		 2016.11.14 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2016-0817443-44
14 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.11.20 수리 (Accepted) 4-1-2019-5243581-27
15 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.11.22 수리 (Accepted) 4-1-2019-5245997-53
16 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.11.25 수리 (Accepted) 4-1-2019-5247115-68
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
텅스텐 카바이드: 및 촉매 성분을 포함하고,상기 촉매 성분이 팔라듐(Pd); 및니켈(Ni), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 코발트(Co), 망간(Mn), 금(Au), 철(Fe) 및 은(Ag)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 1종 또는 2종 이상의 다른 금속 촉매 성분을 포함하며,상기 텅스텐 카바이드는 10 ~ 30 m2/g의 비표면적을 가지며,상기 텅스텐 카바이드는 텅스텐 카바이드 결정 격자를 구성하지 않는 비정질 탄소를 0
2 2
제1항에 있어서, 상기 촉매 성분이 팔라듐(Pd); 및니켈(Ni) 및 이리듐(Ir)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 1종 또는 2종의 금속 촉매 성분을 포함하는 연료전지용 전극 촉매
3 3
제1항에 있어서, 상기 촉매의 총중량을 기준으로 상기 텅스텐 카바이드의 함량은 60 내지 95 중량%이고, 상기 촉매 성분의 함량은 5 내지 40 중량%인 연료전지용 전극 촉매
4 4
제1항에 있어서, 상기 촉매 성분이 팔라듐(Pd) 및 상기 1종의 다른 금속 촉매 성분으로 이루어지며, 상기 팔라듐(Pd) 및 상기 1종의 다른 금속 촉매 성분의 중량비는 66
5 5
제1항에 있어서, 상기 촉매 성분이 팔라듐(Pd) 및 상기 2종의 다른 금속 촉매 성분으로 이루어지며, 상기 팔라듐(Pd) : 상기 제1 다른 금속 촉매 성분 : 상기 제2 다른 금속 촉매 성분의 중량비는 66
6 6
삭제
7 7
다공성 텅스텐 카바이드: 및 촉매 성분을 포함하고,상기 촉매 성분이 팔라듐(Pd); 및니켈(Ni), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 코발트(Co), 망간(Mn), 금(Au), 철(Fe) 및 은(Ag)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 1종 또는 2종 이상의 다른 금속 촉매 성분을 포함하며,상기 다공성 텅스텐 카바이드는 텅스텐 카바이드 결정 격자를 구성하지 않는 비정질 탄소를 0
8 8
제7항에 있어서, 상기 촉매 성분이 팔라듐(Pd); 및니켈(Ni) 및 이리듐(Ir)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 1종 또는 2종의 금속 촉매 성분을 포함하는 연료전지용 전극 촉매
9 9
제7항에 있어서, 상기 촉매의 총중량을 기준으로 상기 다공성 텅스텐 카바이드의 함량은 60 내지 95 중량%이고, 상기 촉매 성분의 함량은 5 내지 40 중량%인 연료전지용 전극 촉매
10 10
제7항에 있어서, 상기 촉매 성분이 팔라듐(Pd) 및 상기 1종의 다른 금속 촉매 성분으로 이루어지며, 상기 팔라듐(Pd) 및 상기 1종의 다른 금속 촉매 성분의 중량비는 66
11 11
제7항에 있어서, 상기 촉매 성분이 팔라듐(Pd) 및 상기 2종의 다른 금속 촉매 성분으로 이루어지며, 상기 팔라듐(Pd) : 상기 제1 다른 금속 촉매 성분 : 상기 제2 다른 금속 촉매 성분의 중량비는 66
12 12
서로 대향하여 위치하는 캐소드 및 애노드; 및 상기 캐소드와 애노드의 사이에 위치하는 전해질막을 구비하는 연료전지용 막 전극 접합체(MEA)로서,상기 캐소드 또는 상기 애노드가 제1항 내지 제5항 및 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 전극 촉매를 포함하는 연료전지용 막 전극 접합체
13 13
제12항에 있어서, 상기 애노드가 상기 전극 촉매를 포함하는 연료전지용 막 전극 접합체
14 14
제1항 내지 제5항 및 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 연료전지용 전극 촉매를 포함하는 전극을 포함하는 연료전지
15 15
제14항에 있어서, 상기 전극이 애노드인 연료전지
16 16
제1항 내지 제5항 및 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 연료전지용 전극 촉매의 제조방법으로서,텅스텐 카바이드 및 금속 촉매 성분 전구체를 포함하는 혼합물을 환류시키는 단계; 및상기 환류에 의해 얻어진 결과물을 분리 및 건조시키는 단계를 포함하는 연료전지용 전극 촉매의 제조방법
17 17
제16항에 있어서, 상기 혼합물은 텅스텐 카바이드가 제1 혼합용매 중에 분산된 텅스텐 카바이드의 분산물과 금속 촉매 성분 전구체 용액을 혼합하여 얻어지며,상기 텅스텐 카바이드는 10 ~ 30 m2/g의 비표면적을 갖으며, 상기 금속 촉매 성분 전구체는 팔라듐(Pd) 전구체; 및 니켈(Ni) 전구체, 이리듐(Ir) 전구체, 루테늄(Ru) 전구체, 코발트(Co) 전구체, 망간(Mn) 전구체, 금(Au) 전구체, 철(Fe) 전구체 및 은(Ag) 전구체로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 1종 또는 2종 이상의 다른 금속 촉매 성분 전구체의 조합을 포함하는 연료전지용 전극 촉매의 제조방법
18 18
제16항에 있어서, 상기 환류 단계는,상기 혼합물을 1 내지 5 기압 및 120 ~ 180℃에서 환류하여 상기 텅스텐 카바이드 상에, 팔라듐(Pd); 및 니켈(Ni), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 코발트(Co), 망간(Mn), 금(Au), 철(Fe) 및 은(Ag)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 1종 또는 2종 이상의 다른 금속 촉매 성분을 포함하는 금속 촉매 성분을 담지하는 단계인 연료전지용 전극 촉매의 제조방법
19 19
제16항에 있어서, 상기 텅스텐 카바이드는,텅스텐 카바이드/탄소 복합체를 암모니아 가스 또는 우레아 가스의 존재하에서 열처리하여 상기 텅스텐 카바이드/탄소 복합체 중의 텅스텐 카바이드 결정 격자를 구성하지 않는 비정질 탄소를 제거함으로써 얻어지는 연료전지용 전극 촉매의 제조방법
20 20
제19항에 있어서, 상기 열처리는 500 내지 1,500℃에서 수행되는 연료전지용 전극 촉매의 제조방법
21 21
제16항에 있어서, 상기 텅스텐 카바이드는 10 ~ 30 m2/g의 비표면적을 갖으며, 텅스텐 카바이드 결정 격자를 구성하지 않는 비정질 탄소를 0
22 22
제17항에 있어서, 상기 제1 혼합용매는 폴리올; 및 물, 탄소수 1~4개의 지방족 알콜, 및 탄소수 1~4개의 지방족 케톤으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 1종의 다른 극성 용매를 포함하는 연료전지용 전극촉매의 제조방법
23 23
제17항에 있어서, 상기 금속 촉매 성분 전구체 용액은 물 단독 용매; 또는 물, 및 탄소수 1~4개의 지방족 알콜, 탄소수 1~4개의 지방족 케톤 및 폴리올로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 1종의 다른 극성 용매의 제2 혼합용매 중에 금속 촉매 성분 전구체가 용해된 용액인 연료전지용 전극촉매의 제조방법
24 24
제22항에 있어서, 상기 텅스텐 카바이드 100 중량부를 기준으로 상기 제1 혼합 용매의 사용량은 50 내지 200 중량부이고, 상기 제1 혼합용매 중에서 상기 폴리올 대 상기 다른 극성 용매의 혼합비는 상기 폴리올 100 중량부를 기준으로 상기 다른 극성 용매 60 내지 100 중량부인 연료전지용 전극촉매의 제조방법
25 25
제23항에 있어서, 상기 물 단독 용매 또는 상기 제2 혼합용매 100 중량부를 기준으로 상기 금속 촉매 성분 전구체의 사용량은 3 내지 15 중량부이고, 상기 제2 혼합용매 중에서 상기 물 대 상기 다른 극성 용매의 혼합비는 상기 물 100 중량부를 기준으로 상기 다른 극성 용매 10 내지 30 중량부인 연료전지용 전극촉매의 제조방법
26 26
제17항에 있어서, 상기 팔라듐 전구체:상기 다른 금속 촉매 성분의 전구체의 사용량은 상기 팔라듐:상기 다른 금속 촉매 성분의 원자비가 3:3 내지 3:1이 되도록 하는 양인 연료전지용 전극촉매의 제조방법
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