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하이드로카본계 가스로부터 수소 가스를 분리하는 방법

  • 기술번호 : KST2015188998
  • 담당센터 : 서울서부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-6124-6930
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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 본 발명은, 다공성 지지체에 수소 이온 전도성을 갖는 수소분리막을 형성하여 수소분리막모듈을 준비하는 단계와, 하이드로카본(CxHy)(여기서, x는 1과 같거나 큰 실수이고, y는 2와 같거나 큰 실수)계 가스를 300∼900℃의 온도와 대기압 보다 높은 압력 상태로 만드는 단계와, 상기 하이드로카본(CxHy)(여기서, x는 1과 같거나 큰 실수이고, y는 2와 같거나 큰 실수)계 가스를 수소 이온 전도성을 갖는 수소분리막과 다공성 지지체를 포함하는 수소분리막모듈에 유입시키는 단계 및 상기 하이드로카본(CxHy)(여기서, x는 1과 같거나 큰 실수이고, y는 2와 같거나 큰 실수)계 가스가 상기 수소분리막을 통과하면서 탄소(C), 수소 이온 및 전자로 분해되고, 상기 수소 이온과 전자는 수소분리막을 통해 상기 다공성 지지체로 전달되며, 상기 수소 이온과 전자는 상기 다공성 지지체를 통과하면서 재결합되어 수소(H2) 가스로 배출되는 단계를 포함하는 하이드로카본계 가스로부터 수소 가스를 분리하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 수소 이온 전도성을 갖는 수소분리막과 다공성 지지체를 포함하는 수소분리막모듈을 이용하여 하이드로카본계 연료를 직접 분해(direct cracking) 함으로써 하이드로카본계 연료로부터 고순도의 수소를 분리할 수 있다.
Int. CL B01D 61/00 (2006.01) C01B 3/50 (2006.01) B01D 53/86 (2006.01) B01D 71/00 (2006.01)
CPC C01B 3/503(2013.01) C01B 3/503(2013.01) C01B 3/503(2013.01) C01B 3/503(2013.01) C01B 3/503(2013.01) C01B 3/503(2013.01) C01B 3/503(2013.01)
출원번호/일자 1020100124951 (2010.12.08)
출원인 한국세라믹기술원
등록번호/일자 10-1343802-0000 (2013.12.16)
공개번호/일자 10-2012-0063806 (2012.06.18) 문서열기
공고번호/일자 (20131220) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호 1020120108805;
심사청구여부/일자 Y (2010.12.08)
심사청구항수 17

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국세라믹기술원 대한민국 경상남도 진주시 소호로 ***

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 황광택 대한민국 서울특별시 강동구
2 김진호 대한민국 서울특별시 강동구
3 조우석 대한민국 서울특별시 광진구
4 박영수 대한민국 경기도 성남시 중원구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 고길수 대한민국 서울특별시 서초구 서초대로**길 **, *층 (서초동)(정석국제특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 주식회사 미래오성모빌리티 서울특별시 금천구
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		 2010.12.08 수리 (Accepted) 1-1-2010-0808881-53
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2012.02.09 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2012.03.21 수리 (Accepted) 9-1-2012-0022262-10
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2012.05.31 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2012-0317975-89
5 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)		 2012.07.31 수리 (Accepted) 1-1-2012-0610943-22
6 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)		 2012.08.31 수리 (Accepted) 1-1-2012-0702513-94
7 [분할출원]특허출원서
[Divisional Application] Patent Application		 2012.09.28 수리 (Accepted) 1-1-2012-0794729-27
8 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2012.09.28 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2012-0793208-84
9 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2012.09.28 수리 (Accepted) 1-1-2012-0793260-48
10 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2013.02.26 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2013-0133297-16
11 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)		 2013.04.26 수리 (Accepted) 1-1-2013-0369513-50
12 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)		 2013.05.24 수리 (Accepted) 1-1-2013-0460150-48
13 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2013.06.26 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2013-0570232-96
14 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2013.06.26 수리 (Accepted) 1-1-2013-0570315-87
15 등록결정서
Decision to grant		 2013.11.20 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2013-0803749-23
16 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.01.03 수리 (Accepted) 4-1-2014-0000353-25
17 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2015.03.31 수리 (Accepted) 4-1-2015-5040685-78
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
다공성 지지체에 수소 이온 전도성을 갖는 수소분리막을 형성하여 수소분리막모듈을 준비하는 단계;하이드로카본(CxHy)(여기서, x는 1과 같거나 큰 실수이고, y는 2와 같거나 큰 실수)계 가스를 300∼900℃의 온도와 대기압 보다 높은 압력 상태로 만드는 단계;상기 하이드로카본(CxHy)(여기서, x는 1과 같거나 큰 실수이고, y는 2와 같거나 큰 실수)계 가스를 수소 이온 전도성을 갖는 수소분리막과 다공성 지지체를 포함하는 수소분리막모듈에 유입시키는 단계; 및상기 하이드로카본(CxHy)(여기서, x는 1과 같거나 큰 실수이고, y는 2와 같거나 큰 실수)계 가스가 상기 수소분리막을 통과하면서 탄소(C), 수소 이온 및 전자로 분해되고, 상기 수소 이온과 전자는 수소분리막을 통해 상기 다공성 지지체로 전달되며, 상기 수소 이온과 전자는 상기 다공성 지지체를 통과하면서 재결합되어 수소(H2) 가스로 배출되는 단계를 포함하며,상기 수소분리막은,BaZrxM1-xO3(여기서, x는 실수이고, 0＜x＜1이며, M은 Y, La, Er, Eu 및 Gd 중에서 선택된 1종 이상의 희토류 원소) 및 SrZrxM1-xO3(여기서, x는 실수이고, 0＜x＜1이며, M은 Y, La, Er, Eu 및 Gd 중에서 선택된 1종 이상의 희토류 원소)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 소재로 이루어지며,상기 수소분리막을 형성할 때, 증착챔버와, 상기 증착챔버 내에 배치되는 상기 다공성 지지체와, 상기 증착챔버 내에 배치되며 상기 다공성 지지체 표면으로 증착하고자 하는 제1 물질을 공급하기 위한 제1 타겟과, 상기 증착챔버 내에 배치되며 상기 다공성 지지체 표면으로 증착하고자 하는 제2 물질을 공급하기 위한 제2 타겟과, 상기 제1 타겟에 전압을 공급하기 위한 제1 전원공급부와, 상기 제2 타겟에 전압을 공급하기 위한 제2 전원공급부, 및 상기 증착챔버 내에 플라즈마 형성을 위한 가스를 공급하기 위한 가스공급수단을 포함하는 증착장치를 준비하고, 증착하려는 물질의 플럭스가 상기 다공성 지지체로 고르게 도달하도록 하기 위해 상기 제1 타겟과 상기 제2 타겟은 상기 다공성 지지체를 기준으로 90°＜θ＜180° 범위의 각도(θ)로 배치하고, 상기 다공성 지지체는 상기 제1 타겟으로부터 스퍼터된 입자의 플럭스가 분포하는 영역과 상기 제2 타겟으로부터 스퍼터된 입자의 플럭스가 분포하는 영역이 중첩되는 영역 내에 위치되게 하여 상기 다공성 지지체에 상기 수소분리막을 증착하여 형성하며,상기 다공성 지지체가 장착되는 홀더의 회전에 연동되어 상기 다공성 지지체가 자전되게 하여 상기 다공성 지지체에 상기 수소분리막을 증착하여 형성하며,상기 홀더를 지지하는 홀더 지지대의 회전에 연동되어 상기 다공성 지지체를 일정 주기로 공전되게 하여 상기 다공성 지지체에 상기 수소분리막을 증착하여 형성하고,상기 제1 타겟으로부터 스퍼터된 입자의 플럭스가 분포하는 영역과 상기 제2 타겟으로부터 스퍼터된 입자의 플럭스가 분포하는 영역이 중첩되는 영역 내에서 상기 다공성 지지체의 자전과 공전이 이루어지며,상기 다공성 지지체의 온도를 조절하기 위한 가열수단으로 상기 다공성 지지체의 온도를 300∼600℃ 범위로 일정하게 유지하여 상기 다공성 지지체에 상기 수소분리막을 증착하여 형성하는 것을 특징으로 하는 하이드로카본계 가스로부터 수소 가스를 분리하는 방법
2 2
제1항에 있어서, 상기 하이드로카본(CxHy)(여기서, x는 1과 같거나 큰 실수이고, y는 2와 같거나 큰 실수)계 가스는 메탄(CH4), 에탄(C2H6), 프로판(C3H8) 및 부탄(C4H10) 중에서 선택된 1종 이상의 가스인 것을 특징으로 하는 하이드로카본계 가스로부터 수소 가스를 분리하는 방법
3 3
제1항에 있어서, 상기 대기압 보다 높은 압력은 800∼10,000 torr 범위의 압력인 것을 특징으로 하는 하이드로카본계 가스로부터 수소 가스를 분리하는 방법
4 4
삭제
5 5
제1항에 있어서, 상기 수소분리막은, 수소분리막의 기공율이 0
6 6
제1항에 있어서, 상기 다공성 지지체는 수소분리막모듈이 사용되는 온도인 300∼900℃에서 변형이 일어나지 않는 세라믹 재질인 SiC, Al2O3, ZrO2 및 AlTiO3 중에서 선택된 1종 이상의 재질로 형성하는 것을 특징으로 하는 하이드로카본계 가스로부터 수소 가스를 분리하는 방법
7 7
제1항에 있어서, 상기 다공성 지지체는, 다공성 지지체의 평균 기공 크기는 0
8 8
제1항에 있어서, 상기 수소분리막모듈을 준비하는 단계는,하이드로카본(CxHy)계 가스에서 수소의 분해 반응을 촉진하고 전자 전도도를 향상시키기 위하여 상기 수소분리막 상에 촉매층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 촉매층은 Pt, Ni, Pd, Ag, Mo 및 Co 중에서 선택된 적어도 1종의 금속으로 형성하는 것을 특징으로 하는 하이드로카본계 가스로부터 수소 가스를 분리하는 방법
9 9
제1항에 있어서, 상기 수소분리막모듈을 준비하는 단계는,수소 이온과 전자의 재결합 반응을 촉진하고 전자 전도도를 향상시키기 위하여 상기 수소분리막과 상기 다공성 지지체 사이에 촉매층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 촉매층은 Pt, Ni, Pd, Ag, Mo 및 Co 중에서 선택된 적어도 1종의 금속으로 형성하는 것을 특징으로 하는 하이드로카본계 가스로부터 수소 가스를 분리하는 방법
10 10
제1항에 있어서, 상기 다공성 지지체는 수소 가스가 배출되는 통로를 제공하는 관이 내부에 형성되어 있는 관형으로 형성하고, 상기 수소분리막은 상기 다공성 지지체의 외측에 형성하는 것을 특징으로 하는 하이드로카본계 가스로부터 수소 가스를 분리하는 방법
11 11
제10항에 있어서, 수소분리막모듈을 준비하는 단계는,하이드로카본(CxHy)계 가스에서 수소의 분해 반응을 촉진하고 전자 전도도를 향상시키기 위하여 상기 수소분리막 외측에 촉매층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 촉매층은 Pt, Ni, Pd, Ag, Mo 및 Co 중에서 선택된 적어도 1종의 금속으로 형성하는 것을 특징으로 하는 하이드로카본계 가스로부터 수소 가스를 분리하는 방법
12 12
제10항에 있어서, 수소분리막모듈을 준비하는 단계는,수소 이온과 전자의 재결합 반응을 촉진하고 전자 전도도를 향상시키기 위하여 상기 수소분리막과 상기 다공성 지지체 사이에 제1 촉매층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 제1 촉매층은 Pt, Ni, Pd, Ag, Mo 및 Co 중에서 선택된 적어도 1종의 금속으로 형성하는 것을 특징으로 하는 하이드로카본계 가스로부터 수소 가스를 분리하는 방법
13 13
제12항에 있어서, 수소분리막모듈을 준비하는 단계는,하이드로카본(CxHy)계 가스에서 수소의 분해 반응을 촉진하고 전자 전도도를 향상시키기 위하여 상기 수소분리막 외측에 제2 촉매층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 제2 촉매층은 Pt, Ni, Pd, Ag, Mo 및 Co 중에서 선택된 적어도 1종의 금속으로 형성하는 것을 특징으로 하는 하이드로카본계 가스로부터 수소 가스를 분리하는 방법
14 14
제1항에 있어서, 상기 다공성 지지체는 상기 하이드로카본계 가스가 유입되는 통로를 제공하는 관이 내부에 형성되어 있는 관형으로 형성하고, 상기 수소분리막은 상기 다공성 지지체의 내측에 형성하는 것을 특징으로 하는 하이드로카본계 가스로부터 수소 가스를 분리하는 방법
15 15
제14항에 있어서, 수소분리막모듈을 준비하는 단계는,하이드로카본(CxHy)계 가스에서 수소의 분해 반응을 촉진하고 전자 전도도를 향상시키기 위하여 상기 수소분리막 내측에 촉매층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 촉매층은 Pt, Ni, Pd, Ag, Mo 및 Co 중에서 선택된 적어도 1종의 금속으로 형성하는 것을 특징으로 하는 하이드로카본계 가스로부터 수소 가스를 분리하는 방법
16 16
제14항에 있어서, 수소분리막모듈을 준비하는 단계는,수소 이온과 전자의 재결합 반응을 촉진하고 전자 전도도를 향상시키기 위하여 상기 수소분리막과 상기 다공성 지지체 사이에 제1 촉매층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 제1 촉매층은 Pt, Ni, Pd, Ag, Mo 및 Co 중에서 선택된 적어도 1종의 금속으로 형성하는 것을 특징으로 하는 하이드로카본계 가스로부터 수소 가스를 분리하는 방법
17 17
제16항에 있어서, 수소분리막모듈을 준비하는 단계는,하이드로카본(CxHy)계 가스에서 수소의 분해 반응을 촉진하고 전자 전도도를 향상시키기 위하여 상기 수소분리막 내측에 제2 촉매층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 제2 촉매층은 Pt, Ni, Pd, Ag, Mo 및 Co 중에서 선택된 적어도 1종의 금속으로 형성하는 것을 특징으로 하는 하이드로카본계 가스로부터 수소 가스를 분리하는 방법
18 18
제1항에 있어서, 상기 수소분리막을 형성할 때, 상기 수소분리막에 수소 이온 전도성에 전자 전도성을 부여하기 위한 10∼200㎚ 크기의 전도성 금속 나노입자 또는 전도성 세라믹 나노입자를 첨가하여 형성하며, 상기 전도성 금속 나노입자로 수소분리막모듈이 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 하이드로카본계 가스로부터 수소 가스를 분리하는 방법
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1 KR101247130 KR 대한민국 FAMILY

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