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이종의 금속 나노입자의 분산용액을 제조하는 단계;전기방사 및 열처리를 통해 나노섬유를 제조하는 단계; 상기 분산용액과 상기 나노섬유를 혼합하여 상기 나노섬유의 표면에 상기 이종의 금속 나노입자를 결착시키는 단계; 및상기 나노섬유의 표면에 결착된 이종의 금속 나노입자를 처리함으로써 금속간화합물, 또는, 금속/금속, 금속/금속산화물 또는 금속산화물/금속산화물을 포함하는 이종 나노입자 촉매를 제조하는 단계를 포함하고, 상기 이종의 금속 나노입자는 상기 이종의 금속 나노입자를 구성하는 이종의 금속이 서로 분리된 형상을 갖고, 상기 이종의 금속이 서로 분리된 형상은 코어-쉘 형상이고,상기 분산용액을 제조하는 단계는,유기템플릿을 사용하여 상기 분산용액을 제조하고, 상기 유기템플릿은 중공 구형상을 갖고, 그 내부에 이종 이상의 금속염을 삽입시켜 상기 이종의 금속 나노입자를 형성할 수 있는 단백질로서, 아포페리틴(Apoferritin), 열 충격 단백질 케이지(Heat shock Protein Cage), 케이싱(Caseing) 중 적어도 하나 이상의 단백질을 템플릿으로서 사용하는, 나노섬유 촉매 제조 방법
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이종의 금속 나노입자의 분산용액을 제조하는 단계;전기방사 및 열처리를 통해 나노섬유를 제조하는 단계; 상기 분산용액과 상기 나노섬유를 혼합하여 상기 나노섬유의 표면에 상기 이종의 금속 나노입자를 결착시키는 단계; 및상기 나노섬유의 표면에 결착된 이종의 금속 나노입자를 처리함으로써 금속간화합물, 또는, 금속/금속, 금속/금속산화물 또는 금속산화물/금속산화물을 포함하는 이종 나노입자 촉매를 제조하는 단계를 포함하고, 상기 이종의 금속 나노입자는 상기 이종의 금속 나노입자를 구성하는 이종의 금속이 서로 분리된 형상을 갖고, 상기 이종의 금속이 서로 분리된 형상은 코어-쉘 형상이고,상기 분산용액을 제조하는 단계는,유기템플릿을 사용하여 상기 분산용액을 제조하고,상기 유기템플릿을 사용하여 합성된 상기 이종의 금속 나노입자는 환원과정을 통해 형성된 직경이 0
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제1항 또는 제2항에 있어서,상기 이종의 금속 나노입자는 금속/금속(1M'X/2M'1-X), 금속/금속산화물(1M'X/2M"YOZ) 및 금속산화물/금속산화물(1M"YOZ/2M"YOZ) 중 적어도 하나를 형성함으로써 상기 이종 나노입자 촉매를 구성하고,상기 X는 0
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제1항 또는 제2항에 있어서,상기 이종의 금속 나노입자는,Pt 및 Au로 구성된 군에서 선택된 하나와 Zn, Sn, W, Fe, Ni, Ti, Mn, Cu, Co, Ce, In, Zr, V, Cr, Pd, Ru 및 Ag로 구성된 군에서 선택된 하나의 조합으로 구성되는, 나노섬유 촉매 제조 방법
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제1항 또는 제2항에 있어서,상기 이종의 금속 나노입자는 금속/금속(1M'X/2M'1-X), 금속/금속산화물(1M'X/2M"YOZ) 및 금속산화물/금속산화물(1M"YOZ/2M"YOZ) 중 적어도 하나를 형성함으로써 상기 이종 나노입자 촉매를 구성하고,M' 은 Pt 및 Au로 구성된 군에서 선택된 하나이고, 1M' 및 2M"는 서로 상이한 금속이고,M"YOZ는 ZnO, SnO2, WO3, Fe2O3, Fe3O4, NiO, TiO2, MnO2, Mn2O3, Mn3O4, CuO, Cu2O, Co3O4, CeO2, In2O3, ZrO2, V2O5, Cr2O3, Cr3O4, PdO, RuO2 및 Ag2O로 구성된 군에서 선택된 금속산화물이고, 1M"YOZ 및 2M"YOZ은 서로 상이한 금속산화물인, 나노섬유 촉매 제조 방법
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제1항 또는 제2항에 있어서,상기 이종의 금속 나노입자는, 단결정(single crystal) 또는 다결정(polycrystal)의 금속 또는 금속산화물인, 나노섬유 촉매 제조 방법
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제1항 또는 제2항에 있어서,상기 이종의 금속 나노입자는,상기 나노섬유의 중량 대비 0
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제1항 또는 제2항에 있어서,상기 나노섬유는,다결정(polycrystal) 금속산화물 나노섬유이고, ZnO, SnO2, WO3, Fe2O3, Fe3O4, NiO, TiO2, MnO2, Mn2O3, Mn3O4, CuO, Cu2O, Co3O4, CeO2, In2O3, ZrO2, V2O5, Cr3O4, Pr6O11, Nd2O3, Sm2O3, Eu2O3, Gd2O3, Tb4O7, Dy2O3, Ho2O3, Er2O3, Yb2O3, Lu2O3, Zn2SnO4, LaCoO3, LaMnO3, LaFeO3, LaNiO3, LaCuO3, NiCo2O4, Ca2Mn3O8, Ag2V4O11, Li0
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제1항 또는 제2항에 있어서,상기 나노섬유는 50 nm 이상 10 μm 이하의 직경을 갖고, 1 μm 이상 10 mm이하의 길이를 갖고, 복수의 기공들을 포함하는 고다공성 나노섬유의 형상, 기공들의 크기가 소정의 값 이하인 나노섬유의 형상, 속이 빈 나노튜브(nanotube) 형상 또는 분쇄과정을 통해 그 길이의 방향으로 더 짧게 된 나노로드(nanorod) 형상을 포함하는, 나노섬유 촉매 제조 방법
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제1항 또는 제2항에 있어서,상기 나노섬유를 제조하는 단계는, 전기방사를 통해 1차원 금속산화물을 제조함으로써 상기 나노섬유를 제조하고,상기 나노섬유는,금속전구체로서 아세테이트, 클로라이드, 아세틸아세토네이트, 나이트레이트, 메톡시드, 에톡시드, 부톡시드, 이소프로폭시드, 설파이드, 옥시트리이소프로폭시드, (에틸 또는 세틸에틸)헥사노에이트, 부타노에이트, 에틸아미드 및 아미드로 구성된 군으로부터 선택된 형태를 갖는 금속염 또는 둘 이상의 상기 금속염이 혼함된 염이, 폴리비닐아세테이트(PVAc), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), 폴리아닐린(PANi) 및 폴리아크릴로니트릴(PAN)로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나와 함께 섞여,디메틸포름아미드, 페놀, 아세톤, 톨루엔, 테트라하이드로퓨란, 증류수, 에탄올, 메탄올, 프로판올, 부탄올, 이소프로판올 및 알코올계 물질로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 용매에 녹여짐으로써 제조된 전기방사 용액을 사용하여 제조되는, 나노섬유 촉매 제조 방법
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제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 나노섬유를 제조하는 단계는,전기방사를 통해 1차원 금속산화물을 제조함으로써 상기 나노섬유를 제조하고, 전기방사된 고분자/금속전구체 나노섬유에 대해 섭씨 400도 이상 900이하의 온도 범위 중에서 선택된 온도로 열처리를 수행함으로써 상기 고분자를 분해하여 제거하고, 금속산화물 전구체를 산화시켜 1차원 구조의 금속산화물 나노섬유를 형성하는, 나노섬유 촉매 제조 방법
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제1항 또는 제2항에 있어서,상기 이종의 금속 나노입자를 결착시키는 단계는,상기 분산용액에 상기 나노섬유를 넣고 상기 나노섬유 표면에 상기 이종의 금속 나노입자를 균일하게 결착시키고 건조함으로써 수행되고, 상기 이종의 금속 나노입자는 상기 나노섬유 대비 0
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제1항 또는 제2항에 있어서,상기 이종 나노입자 촉매를 제조하는 단계는, 상기 분산용액이 유기템플릿을 사용하여 제조된 경우 상기 유기템플릿을 제거하거나, 상기 이종의 금속 나노입자와 상기 나노섬유 간의 결착력을 강화시키기 위해 섭씨 180도 이상 섭씨 900도 이하의 범위에서 선택된 온도로 열처리를 수행함으로써, 상기 이종의 금속 나노입자를 금속/금속, 금속/금속산화물 또는 금속산화물/금속산화물로 형성하여 상기 나노섬유의 표면에 결착시킴으로써 상기 이종 나노입자 촉매를 제조하는, 나노섬유 촉매 제조 방법
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제1항 또는 제2항의 나노섬유 촉매 제조 방법을 통해 제조된 나노섬유 촉매를 포함하는 리튬-공기전지의 공기극의 제조 방법에 있어서,상기 나노섬유 촉매를 포함하는 리튬-공기전지의 공기극을 제조하는 단계를 포함하고, 상기 나노섬유 촉매는 도전재 및 바인더가 혼합된 슬러리 형태로 상기 리튬-공기전지의 공기극용 전류집전체에 코팅되고, 상기 리튬-공기전지의 산소 발생 (Oxygen Evolution) 반응 및 산소 환원 (Oxygen Reduction) 반응 중 적어도 하나를 위한 촉매로서 Li2O2상의 생성 및 분해 반응에 기여하는, 공기극의 제조 방법
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제15항의 공기극을 포함하는 리튬-공기전지의 제조 방법에 있어서,스와즐락(Swagelok) 타입 또는 코인(Coin) 타입의 셀 내에서 리튬 금속 포일, 분리막, 전해질, 상기 공기극 및 가스확산층(Gas diffusion layer, GDL)을 포함하는 리튬-공기전지를 제조하는 단계를 더 포함하고,상기 스와즐락(Swagelok) 타입 또는 코인(Coin) 타입의 셀 내에서 상기 공기극은 상기 나노섬유 촉매가 도전재 및 바인더가 혼합된 슬러리 형태로 상기 리튬-공기전지의 다공성 전류집전체 상에 코팅되어 구성되는, 리튬-공기전지의 제조 방법
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