| 1 |
1
메조다공성 구조의 벽에 의해 둘러싸이고, 3차원적으로 상호 연결되어 있으며, 규칙적으로 정렬된 균일한 매크로포어를 갖는 이중 다공성 탄소 구조체
|
| 2 |
2
제 1항에 있어서, 상기 이중 다공성 탄소 구조체의 매크로포어는 그의 직경이 100 내지 500nm이고, 메조포어는 그의 직경이 5 내지 50nm 인 이중 다공성 탄소 구조체
|
| 3 |
3
a) 매크로크기의 단분산 입자 물질을 메조크기의 입자 물질의 콜로이달 분산액과 혼합하는 단계; b) 자가 조립법으로 매크로크기의 입자 물질을 정렬시키면서 매크로크기 입자들의 공극내에서 메조크기의 콜로이달 입자물질을 정렬시키는 단계;c) 정렬된 매크로크기 입자를 제거하여 메조크기 입자 물질의 템플릿된 응집체에 의해 둘러싸인 매크로 다공성 템플릿을 형성하는 단계; d) 상기 매크로 다공성 템플릿의 메조크기 입자 물질 사이의 공극에 탄소 전구체를 주입하고 탄화하는 단계; 및 e) 상기 매크로 다공성 템플릿의 메조크기 입자 물질을 제거하는 단계를 포함하는 메조다공성 구조의 벽에 의해 둘러싸이고, 3차원적으로 상호 연결되어 있으며, 규칙적으로 정렬된 균일한 매크로포어를 갖는 이중 다공성 탄소 구조체의 제조방법
|
| 4 |
4
제 3항에 있어서, a) 단계에서, 매크로크기 단분산 입자 물질로는 구형이고 100 내지 500㎚ 범위의 크기를 가지고 c) 단계에서 제거될 수 있는 재질의 물질이며, 메조크기 입자 물질은 구형 또는 막대형이며 5 내지 50㎚ 범위의 크기를 가지고 e) 단계에서 제거될 수 있는 재질의 물질인 것을 특징으로 하는 이중 다공성 탄소 구조체의 제조방법
|
| 5 |
5
제 4항에 있어서, 매크로크기의 입자 물질은 유기물질이고, 메조크기의 입자 물질은 무기 물질인 것을 특징으로 하는 이중 다공성 탄소 구조체의 제조방법
|
| 6 |
6
제 5항에 있어서, 매크로크기의 입자 물질은 폴리스티렌 구이고, 메조크기 입자 물질은 실리카 구인 것을 특징으로 하는 이중 다공성 탄소 구조체의 제조방법
|
| 7 |
7
제 3항에 있어서, b) 단계는 30 내지 70℃에서 4 내지 7일 동안 점진적으로 건조시켜 자가 조립시킴으로써 수행되는 것인 이중 다공성 탄소 구조체의 제조방법
|
| 8 |
8
제 3항에 있어서, c) 단계는 소성법 또는 에칭법으로 매크로크기 입자 물질을 제거함으로써 수행되는 것인 이중 다공성 탄소 구조체의 제조방법
|
| 9 |
9
제 8항에 있어서, 소성법은 450 내지 550℃에서 6 내지 7시간 동안 대기 분위기하에서 가열함으로써 수행되는 것인 이중 다공성 탄소 구조체의 제조방법
|
| 10 |
10
제 8항에 있어서, 에칭법은 실온하에서 톨루엔 또는 다이메틸포름아마이드 용액중에서 침지시킴으로서 수행되는 것인 이중 다공성 탄소 구조체의 제조방법
|
| 11 |
11
제 3항에 있어서, 단계 d)에서 탄소 전구체로는 디비닐벤젠, 아크릴로니트릴, 염화비닐, 비닐아세테이트, 스티렌, 메타크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 우레아(urea), 멜라민 (melamin) 또는 CH2 =CRR'(여기에서 R 및 R'은 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다) 등의 단량체를 아조비스이소부티로니트릴(AIBN), t-부틸퍼아세테이트(t-butyl peracetate), 벤조일퍼옥시드(BPO), 아세틸퍼옥시드(acetyl peroxide), 또는 라우릴퍼옥시드(lauryl peroxide) 개시제를 사용하여 부가중합반응시켜 제조되는 고분자, 페놀-포름알데히드, 페놀, 푸르푸릴 알콜(furfuryl alcohol), 레조르시놀-포름알데히드(RF), 알데히드, 수크로스, 글루코오스 또는 자일로오스 등의 단량체를 황산 또는 염산과 같은 산촉매를 사용하여 축합중합반응시켜 제조되는 고분자 또는 메조페이스 피치(mesophase pitch)중에서 선택하거나 또는 탄소화 반응에 의해 흑연성 탄소(graphitic carbon)를 형성하는 기타 탄소 전구체로부터 선택되는 것인 이중 다공성 탄소 구조체의 제조방법
|
| 12 |
12
제 3항에 있어서, 단계 d)는 상기 탄소 전구체 고분자가 주입된 다공성 매크로 템플릿을 불활성 기체하에서 800 내지 1500℃의 온도에서 5 내지 15시간동안 고온 열처리하는 것으로 수행되는 것인 이중 다공성 탄소 구조체의 제조방법
|
| 13 |
13
제 3항에 있어서, 단계 e)는 메조크기 입자물질을 제거하기 위해서는 HF 용액, NaOH 용액 또는 KOH 용액으로 에칭시키는 방법 또는 300 내지 550℃의 온도에서 5 내지 8시간 동안 소성하는 방법으로 수행되는 것인 이중 다공성 탄소 구조체의 제조방법
|
| 14 |
14
제 1항 또는 제 2항에 따른 이중 다공성 탄소 구조체를 지지체로 포함하는 연료 전지용 전극 촉매
|
| 15 |
15
제 14항에 있어서, 상기 연료 전지용 전극 촉매는 촉매의 총중량을 기준으로 5 내지 95중량%의 백금(Pt), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 몰리브덴(Mo), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 레늄(Re), 팔라듐(Pd), 바나듐(V), 코발트(Co) 및 텅스텐(W)으로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상의 활성 금속을 포함하는 것인 연료 전지용 전극 촉매
|
| 16 |
16
제 14항에 있어서, 연료 전지용 전극 촉매는 직접 메탄올 연료전지(DMFC), 직접 에탄올 연료전지(DEFC), 또는 고분자 전해질막 연료전지 (polymer electrolyte membrane fuel cell)에 사용되는 것인 연료 전지용 전극 촉매
|
| 17 |
16
제 14항에 있어서, 연료 전지용 전극 촉매는 직접 메탄올 연료전지(DMFC), 직접 에탄올 연료전지(DEFC), 또는 고분자 전해질막 연료전지 (polymer electrolyte membrane fuel cell)에 사용되는 것인 연료 전지용 전극 촉매
|
