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2개 이상의 술폰화 방향족기로 치환된 페닐 펜던트를 포함하는 이온전도성 고분자로부터 제조된 격리막 및 이를 구비한 레독스 플로우 전지(Seperator membrane made of ion-conducting polymer comprising phenyl pendant substituted with at least two sulfonated aromatic groups and redox flow batteries comprising the same)

  • 기술번호 : KST2015225843
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
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 2개 이상의 술폰화 방향족기로 치환된 페닐 펜던트를 포함하는 이온전도성 고분자로부터 제조된 격리막 및 이를 구비한 레독스 플로우 전지에 관한 것이다.본 발명에 따른 2개 이상의 술폰화 방향족기로 치환된 페닐 펜던트를 포함하는 이온전도성 고분자로부터 제조된 격리막은 우수한 이온전도도, 기계적 강도 및 화학적 안정성을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 격리막을 구비한 레독스 플로우 전지는 수십회 충/방전을 반복하여도 우수한 셀성능을 나타내며 높은 방전전하량 보존율을 유지할 수 있다.
Int. CL C08G 61/10 (2006.01) C08L 65/02 (2006.01) H01M 8/02 (2016.01) H01M 8/18 (2015.01) H01M 8/20 (2015.01) C08J 5/22 (2006.01)
CPC C08J 5/2218(2013.01) C08J 5/2218(2013.01) C08J 5/2218(2013.01) C08J 5/2218(2013.01) C08J 5/2218(2013.01) C08J 5/2218(2013.01) C08J 5/2218(2013.01)
출원번호/일자 1020140059685 (2014.05.19)
출원인 한국화학연구원
등록번호/일자 10-1648844-0000 (2016.08.10)
공개번호/일자 10-2015-0132989 (2015.11.27) 문서열기
공고번호/일자 (20160817) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2014.05.19)
심사청구항수 17

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국화학연구원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 홍영택 대한민국 대전광역시 유성구
2 이장용 대한민국 대전광역시 동구
3 김태호 대한민국 대전광역시 유성구
4 유덕만 대한민국 대전광역시 유성구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 손민 대한민국 서울특별시 송파구 법원로 ***, *층(문정동)(특허법인한얼)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국화학연구원 대한민국 대전광역시 유성구
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
2014.05.19 수리 (Accepted) 1-1-2014-0467007-70
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2014.12.05 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2015.01.09 수리 (Accepted) 9-1-2015-0001004-25
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2016.01.15 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2016-0037982-57
5 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)
2016.03.15 수리 (Accepted) 1-1-2016-0248594-92
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2016.04.15 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2016-0363580-73
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)
2016.04.15 수리 (Accepted) 1-1-2016-0363552-05
8 등록결정서
Decision to grant
2016.07.20 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2016-0524756-35
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2017.09.14 수리 (Accepted) 4-1-2017-5149242-13
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2017.09.14 수리 (Accepted) 4-1-2017-5149265-52
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
하나 이상의 하기 화학식 1로 표시되는 페닐렌 반복단위 및 하나 이상의 하기 화학식 2로 표시되는 페닐렌 반복단위를 포함하는 골격을 갖는 이온전도성 고분자로부터 제조된 레독스 플로우 전지용 격리막으로서, 상기 이온전도성 고분자는 10,000 내지 1,000,000의 수평균 분자량(Mn; number-average molecular weight) 또는 10,000 내지 10,000,000의 중량평균 분자량(Mw; weight-average molecular weight)을 갖는 것인 격리막:[화학식 1][화학식 2]상기 화학식 1 및 2에서,A1 및 A2는 각각 독립적으로 단일결합, -(C=O)-, -(P=O)-, -(SO2)-, -CF2- 또는 -(C(CF3)2)-이고;B는 -O-, -S-, -(SO2)-, -(C=O)-, -NH- 또는 -NR15-이며, 이때 R15는 C1 내지C6 알킬기;R1 내지 R5 중 둘 이상 또는 모두는 술폰산기 또는 이의 알칼리 금속염으로 치환된 페닐기(sulfonated phenyl), 피리디닐기(sulfonated pyridinyl) 또는 나프탈레닐기(sulfonated naphthalenyl)이고, 이들로 치환되지 아니한 R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소원자(-H), 할로겐원자(-X), 술폰산기(-SO3H), 인산기(-PO3H2), 아세트산기(-CO2H), 니트로기(-NO2), 퍼플루오로알킬기, 선택적으로 그 쇄에 하나 이상의 산소, 질소 또는 황원자를 포함하는 퍼플루오로알킬아릴기, 퍼플루오로아릴기 및 -O-퍼플루오로아릴기, 또는 하나 이상의 할로겐, 술폰산기, 인산기, 아세트산기 또는 니트로기로 치환된 아릴기(aryl)이며, 상기 퍼플루오로기는 술폰산, 인산, 아세트산 및 니트로로 구성된 군으로부터 선택되는 치환기를 포함할 수 있고, 상기 술폰산기, 인산기 및 아세트산기는 알칼리 금속염의 형태일 수 있으며;R6 내지 R9는 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐원자, 술폰산기, 인산기, 아세트산기, 니트로기로 구성된 군으로부터 선택되는 치환기를 포함할 수 있고, 상기 술폰산기, 인산기 및 아세트산기는 알칼리 금속염의 형태일 수 있으며;R10 내지 R14는 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐원자, 술폰산기, 인산기, 아세트산기, 니트로기로 구성된 군으로부터 선택되는 치환기를 포함할 수 있고, 상기 술폰산기, 인산기 및 아세트산기는 알칼리 금속염의 형태일 수 있으며;각각 독립적으로 모두 수소원자이거나, 적어도 하나의 플루오린원자(F)(모두 플루오린인 경우는 제외), 아릴기, 퍼플루오르알킬기, 선택적으로 그 쇄에 하나 이상의 산소, 질소 및/또는 황원자를 포함하는 퍼플루오로알킬아릴기, 퍼플루오로아릴기 및 -O-퍼플루오로아릴기이며;a 및 b는 각각 독립적으로 1 이상 10 이하의 정수임
2 2
제1항에 있어서,R1 내지 R5 중 술폰산기 또는 이의 알칼리 금속염으로 치환된 페닐기(sulfonated phenyl), 피리디닐기(sulfonated pyridinyl) 또는 나프탈레닐기(sulfonated naphthalenyl)로 치환된 위치는 대칭적인 것이 특징인 격리막
3 3
제1항에 있어서,(R1 및 R5), (R2 및 R4), (R1, R3 및 R5) 및 (R1, R2, R4 및 R5) 로 구성된 군에서 선택된 조합의 위치가 술폰산기 또는 이의 알칼리 금속염으로 치환된 페닐기(sulfonated phenyl), 피리디닐기(sulfonated pyridinyl) 또는 나프탈레닐기(sulfonated naphthalenyl)로 치환된 것인 격리막
4 4
제1항에 있어서,상기 골격의 페닐렌기는 서로 파라 위치에 연결된 것인 격리막
5 5
제1항에 있어서,랜덤(random), 교차(alternating), 블록(block) 또는 순차적(sequential) 고분자인 것인 격리막
6 6
삭제
7 7
제1항에 있어서,하기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 골격을 갖는 것인 격리막:[화학식 3]상기 화학식 3에서,A1, A2, B, R1 내지 R5, R6 내지 R9, R10 내지 R14, a 및 b는 각각 제1항에서 정의된 바와 같으며, m, n 및 p는 각각 독립적으로 1 이상의 정수임
8 8
제7항에 있어서,상기 화학식 3에서 m과 n의 비는 1:1 내지 1:30인 것인 격리막
9 9
제1항에 있어서,A1은 -(C=O)-, -(SO2)-, -CF2- 또는 -(C(CF3)2)-;B는 -O-, -S-, -(SO2)- 또는 -(C=O)-;A2는 -(C=O)-;R1 내지 R5 모두는 술폰산기 또는 이의 알칼리 금속염으로 치환된 페닐기(sulfonated phenyl), 피리디닐기(sulfonated pyridinyl) 또는 나프탈레닐기(sulfonated naphthalenyl); 및R6 내지 R14 모두는 수소원자이며;a 및 b는 각각 독립적으로 1 이상 10 이하의 정수인 것인 격리막
10 10
제9항에 있어서,A1은 -(C=O)-;B는 -O-;A2는 -(C=O)-;R1 내지 R5 모두는 술폰산기 또는 이의 알칼리 금속염으로 치환된 페닐기(sulfonated phenyl); 및R6 내지 R14 모두는 수소원자이며;a 및 b는 각각 1인 것인 격리막
11 11
제1항에 있어서,상기 격리막은 이온전도성 고분자 자체를 성형한 고분자막 또는 이온전도성 고분자를 나노웹 지지체에 함침시켜 제조한 복합막인 것인 격리막
12 12
제11항에 있어서,상기 나노웹 지지체는 폴리이미드, 폴리메틸펜텐, 폴리에스터, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐플루오라이드, 폴리비닐디플루오라이드, 나일론, 폴리벤즈옥사졸, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리아릴렌에테르술폰, 폴리에테르에테르케톤 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 재질의 지지체인 것인 격리막
13 13
양극, 양극 전해질, 제1항 내지 제5항, 및 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 격리막, 음극 전해질 및 음극을 구비한 레독스 플로우 전지
14 14
제13항에 있어서,상기 전지는 소정의 크기를 갖는 셀하우징(51),상기 셀하우징의 중심을 가로지르며 설치된 이온교환막(11),셀하우징 내부의 상기 이온교환막에 의해 분리된 좌/우 양쪽에 각각 위치하는 양극(21) 및 음극(22) 전극,상기 양극전극이 위치한 쪽의 셀하우징의 상/하단에 형성되어 양극전극에 사용되는 전해액의 유입 및 유출을 수행하는 양극 전해질 유입구(31) 및 양극 전해질 유출구(32),상기 음극전극이 위치한 쪽의 셀하우징의 상/하단에 형성되어 음극전극에 사용되는 전해액의 유입 및 유출을 수행하는 음극 전해질 유입구(41) 및 음극 전해질 유출구(42)를 구비한 전지
15 15
제13항에 있어서,상기 양극 전해질로 V(IV)/V(V) 레독스 커플을, 음극 전해질로 V(II)/V(III) 레독스 커플을 사용하는 전바나듐계 레독스 전지인 것을 특징으로 하는 레독스 플로우 전지
16 16
제13항에 있어서,상기 양극 전해질로 할로겐 레독스 커플을, 음극 전해질로 V(II)/V(III) 레독스 커플을 사용하는 바나듐계 레독스 전지인 것을 특징으로 하는 레독스 플로우 전지
17 17
제13항에 있어서,상기 양극 전해질로 할로겐 레독스 커플을, 음극 전해질로 설파이드 레독스 커플을 사용하는 폴리설파이드브로민 레독스 전지인 것을 특징으로 하는 레독스 플로우 전지
18 18
제13항에 있어서,상기 양극 전해질로 할로겐 레독스 커플을, 음극 전해질로 아연(Zn) 레독스 커플을 사용하는 아연-브로민(Zn-Br) 레독스 전지인 것을 특징으로 하는 레독스 플로우 전지
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 미래창조과학부 한국화학연구원 기관고유사업 고효율 고내구성 연료전지 핵심 화학 소재 및 기반기술 개발