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전이금속과 질소가 도핑된 다공성 탄소 나노섬유를 포함하는 산소환원반응 촉매 및 이의 제조방법

  • 기술번호 : KST2019001547
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
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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 발명에 따른 촉매는, 결정질 탄소 구조를 갖는 탄소 나노섬유에 전이금속 및 질소가 도핑되어 산소환원반응에 대한 활성을 갖는 고내구성의 소재로 제공될 수 있다. 또한, 상기 촉매는 탄소 나노섬유의 균일한 일차원 골격을 유지하면서 다수의 나노기공이 형성되어 반응면적을 극대화함으로써 산소환원반응 속도를 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 다공성의 탄소 나노섬유는 내구성 및 비표면적이 우수하여, 이를 지지체로 하여 백금 나노입자 등의 다양한 활성 성분들을 고함량으로 담지시킬 수 있어서 필요에 따른 촉매의 성능 구현이 가능하다.
Int. CL H01M 4/92 (2006.01.01) H01M 4/90 (2006.01.01) H01M 8/1004 (2016.01.01) H01M 4/86 (2006.01.01) H01M 8/083 (2016.01.01) H01M 8/086 (2016.01.01) D01D 5/00 (2006.01.01) D01D 10/02 (2006.01.01) H01M 8/1018 (2016.01.01)
CPC H01M 4/926(2013.01) H01M 4/926(2013.01) H01M 4/926(2013.01) H01M 4/926(2013.01) H01M 4/926(2013.01) H01M 4/926(2013.01) H01M 4/926(2013.01) H01M 4/926(2013.01) H01M 4/926(2013.01)
출원번호/일자 1020170108109 (2017.08.25)
출원인 한국과학기술원
등록번호/일자 10-1969547-0000 (2019.04.10)
공개번호/일자 10-2019-0022161 (2019.03.06) 문서열기
공고번호/일자 (20190416) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2017.08.25)
심사청구항수 6

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 조은애 대한민국 대전광역시 유성구
2 김민중 대한민국 대전광역시 유성구
3 임정훈 대한민국 대구광역시 수성구
4 이호인 대한민국 인천광역시 연수구
5 박준우 대한민국 대구광역시 달서구
6 오세권 대한민국 대전광역시 유성구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 제일특허법인(유) 대한민국 서울특별시 서초구 마방로 ** (양재동, 동원F&B빌딩)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술원 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		 2017.08.25 수리 (Accepted) 1-1-2017-0826261-30
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2018.03.12 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2018.06.14 수리 (Accepted) 9-1-2018-0028775-88
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2018.07.18 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2018-0485530-44
5 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2018.09.17 수리 (Accepted) 1-1-2018-0921094-08
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2018.09.17 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2018-0921152-58
7 등록결정서
Decision to grant		 2019.01.16 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2019-0038314-61
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.04.24 수리 (Accepted) 4-1-2019-5081392-49
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.05.15 수리 (Accepted) 4-1-2020-5108396-12
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.06.12 수리 (Accepted) 4-1-2020-5131486-63
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번호 청구항
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(1) 전이금속 전구체, 질소 전구체, 폴리비닐아세테이트 및 실리카 나노입자를 포함하는 고분자 수지 용액을 제조하는 단계;(2) 상기 고분자 수지 용액을 전기방사하여 나노섬유를 제조하는 단계;(3) 상기 나노섬유를 열처리하여 탄소화하면서 상기 폴리비닐아세테이트를 분해시켜, 탄소 나노섬유를 제조하는 단계; 및(4) 상기 탄소 나노섬유를 알칼리 용액으로 처리하여 상기 실리카 나노입자를 침출시키는 단계를 포함하고, 상기 단계 (4) 이후에 수득된 탄소 나노섬유가 상기 폴리비닐아세테이트의 분해에 의한 평균 직경 3~5 nm의 나노기공을 포함하고, 상기 실리카 나노입자의 침출에 의한 평균 직경 10~20 nm의 나노기공을 포함하는, 전이금속과 질소가 도핑된 탄소 나노섬유를 포함하는 산소환원반응 촉매의 제조방법
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제 7 항에 있어서, 상기 전이금속 전구체가 철 아세테이트, 철 아세틸아세토네이트, 철 나이트레이트, 코발트 아세테이트, 코발트 아세틸아세토네이트, 코발트 나이트레이트 및 코발트 클로라이드로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하고;상기 질소 전구체가 다이사이안다이아마이드, 우레아, 멜라민 및 사이안아마이드로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는, 산소환원반응 촉매의 제조방법
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제 7 항에 있어서, 상기 질소 전구체가 질소 원자를 함유하는 분자량 50~150 g/mol의 유기 화합물인, 산소환원반응 촉매의 제조방법
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제 7 항에 있어서, 상기 고분자 수지 용액이 폴리아크릴로나이트릴, 폴리이미드, 폴리아닐린 및 폴리피롤로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 고분자 수지; 및다이메틸폼아마이드, 다이메틸아세트아마이드, 다이메틸설폭사이드, 톨루엔, 에탄올, 아세톤 및 테트라하이드로퓨란으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 용매를 포함하는, 산소환원반응 촉매의 제조방법
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제 7 항에 있어서, 상기 단계 (3)의 열처리가 아르곤, 질소, 암모니아, 수소 및 헬륨으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 가스 분위기 또는 진공 분위기에서, 600~1000℃의 온도 범위로 수행되고;상기 단계 (4)의 알칼리 용액의 처리가, 0
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제 7 항에 있어서, 상기 단계 (2)에서, 상기 전기방사된 나노섬유를 200~300℃의 공기 또는 산소 가스 분위기에서 열처리하는 공정을 추가로 포함하고;상기 단계 (4) 이후에, 수득된 탄소 나노섬유를 아르곤, 질소, 암모니아, 수소 및 헬륨으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 가스 분위기 또는 진공 분위기에서, 600~1000℃의 온도 범위로 열처리하는 단계를 추가로 포함하는, 산소환원반응 촉매의 제조방법
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1 미래창조과학부 한국과학기술연구원 거대과학연구개발사업 고분자 연료전지 내구성 향상을 위한 기능성 담체 개발
2 산업통상자원부 엘켐텍 산업기술혁신사업 수소생산단가저감을 위한 350 기압급 고분자전해질 수전해조 스택기술 개발