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리그노셀룰로오스 바이오매스를 이용한 구형의 다공성 활성탄 제조방법 및 이를 이용한 슈퍼커패시터의 제조방법

  • 기술번호 : KST2020008567
  • 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, 리그노셀룰로오스 바이오매스를 준비하는 단계와, 상기 리그노셀룰로오스 바이오매스를 수산화나트륨(NaOH), 옥살산(C2H2O4) 및 황산(H2SO4)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 제1 용액에 침지시켜 상기 리그노셀룰로오스 바이오매스에 함유된 리그닌 성분이 용해되게 하는 단계와, 리그닌이 녹아있는 상기 제1 용액에 수산화칼륨(KOH), 탄산칼륨(K2CO3), 탄산나트륨(Na2CO3) 및 암모니아수(NH4OH)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 제2 용액을 혼합하는 단계와, 리그닌이 녹아있는 상기 제1 용액과 상기 제2 용액의 혼합 용액을 퍼니스의 한 쪽에 연결된 초음파 분무기에 담는 단계와, 상기 초음파 분무기에 담긴 상기 혼합 용액을 초음파 진동시켜 액적이 상기 퍼니스 내로 흘러들어 가게 하면서 탄화 처리와 활성화 처리가 동시에 이루어지는 단계와, 탄화 처리와 활성화 처리가 이루어진 결과물을 상기 퍼니스의 다른 쪽에 연결된 백 필터에서 수집하여 구형의 다공성 활성탄을 수득하는 단계를 포함하는 구형의 다공성 활성탄 제조방법 및 이를 이용한 슈퍼커패시터의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 원료의 확보가 용이한 리그노셀룰로오스 바이오매스(Lignocellulose biomass)를 사용하여 제조할 수 있으며, 높은 비축전용량을 나타내는 구형의 다공성 활성탄을 제조할 수 있다.
Int. CL C01B 32/318 (2017.01.01) C01B 32/306 (2017.01.01) H01G 11/34 (2013.01.01) H01G 11/86 (2013.01.01) B01J 19/10 (2018.01.01)
CPC C01B 32/318(2013.01) C01B 32/318(2013.01) C01B 32/318(2013.01) C01B 32/318(2013.01) C01B 32/318(2013.01) C01B 32/318(2013.01) C01B 32/318(2013.01) C01B 32/318(2013.01) C01B 32/318(2013.01) C01B 32/318(2013.01)
출원번호/일자 1020180141215 (2018.11.16)
출원인 한국세라믹기술원
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2020-0057188 (2020.05.26) 문서열기
공고번호/일자 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2018.11.16)
심사청구항수 11

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 노광철 경상남도 진주시 초장로**번길 **
2 임건해 경상남도 진주시 강변길 **, **
3 한조아 서울특별시 성북구

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 한국세라믹기술원 경상남도 진주시 소호로 ***
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2018.11.16 수리 (Accepted) 1-1-2018-1139701-61
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2019.05.14 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2019.07.11 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-6-2020-0062916-36
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2020.05.25 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2020-0358431-35
5 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2020.06.09 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2020-0589671-91
6 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견서·답변서·소명서
 2020.06.09 수리 (Accepted) 1-1-2020-0589698-12
7 등록결정서
Decision to grant		 2020.09.10 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2020-0627162-91
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번호 청구항
1 1
리그노셀룰로오스 바이오매스를 준비하는 단계;상기 리그노셀룰로오스 바이오매스를 수산화나트륨(NaOH), 옥살산(C2H2O4) 및 황산(H2SO4)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 제1 용액에 침지시켜 상기 리그노셀룰로오스 바이오매스에 함유된 리그닌 성분이 용해되게 하는 단계;리그닌이 녹아있는 상기 제1 용액에 수산화칼륨(KOH), 탄산칼륨(K2CO3), 탄산나트륨(Na2CO3) 및 암모니아수(NH4OH)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 제2 용액을 혼합하는 단계;리그닌이 녹아있는 상기 제1 용액과 상기 제2 용액의 혼합 용액을 퍼니스의 한 쪽에 연결된 초음파 분무기에 담는 단계;상기 초음파 분무기에 담긴 상기 혼합 용액을 초음파 진동시켜 액적이 상기 퍼니스 내로 흘러들어 가게 하면서 탄화 처리와 활성화 처리가 동시에 이루어지는 단계; 및탄화 처리와 활성화 처리가 이루어진 결과물을 상기 퍼니스의 다른 쪽에 연결된 백 필터에서 수집하여 구형의 다공성 활성탄을 수득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구형의 다공성 활성탄 제조방법
2 2
제1항에 있어서, 상기 제1 용액에 알킬암모늄 플루오라이드를 혼합하여 수득되는 구형의 다공성 활성탄에 이종원소가 도핑되게 하는 것을 특징으로 하는 구형의 다공성 활성탄 제조방법
3 3
제2항에 있어서, 상기 알킬암모늄 플루오라이드는 MgF2, H2SiF6, NaF, NaHF2, NH4F, NH4HF2, NH4BF4, KF, KHF2, ALF3 및 H2TiF6로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 구형의 다공성 활성탄 제조방법
4 4
제2항에 있어서, 상기 리그노셀룰로오스 바이오매스와 상기 알킬암모늄 플루오라이드는 1:0
5 5
제1항에 있어서, 상기 탄화 처리와 활성화 처리는 500∼1100 ℃의 온도에서 비활성 가스 분위기에서 수행하는 것을 특징으로 하는 구형의 다공성 활성탄 제조방법
6 6
제1항에 있어서, 상기 혼합 용액을 초음파 진동시켜 발생한 상기 액적이 상기 퍼니스 내로 흘러들어 가게 하기 위하여 비활성 가스를 공급하면서 500∼1100 ℃의 온도에서 열처리하여 상기 탄화 처리와 상기 활성화 처리가 동시에 이루어지는 것을 특징으로 하는 구형의 다공성 활성탄 제조방법
7 7
제6항에 있어서, 상기 비활성 가스는 5∼20 ℓ/min의 유속으로 공급하는 것을 특징으로 하는 구형의 다공성 활성탄 제조방법
8 8
제1항에 있어서, 상기 제1 용액은 0
9 9
제1항에 있어서, 상기 구형의 다공성 활성탄은 비표면적이 1000 ∼ 3000 ㎡/g 이고, 층간 거리가 3
10 10
리그노셀룰로오스 바이오매스를 준비하는 단계;상기 리그노셀룰로오스 바이오매스를 수산화나트륨(NaOH), 옥살산(C2H2O4) 및 황산(H2SO4)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 제1 용액에 침지시켜 상기 리그노셀룰로오스 바이오매스에 함유된 리그닌 성분이 용해되게 하는 단계;리그닌이 녹아있는 상기 제1 용액에 수산화칼륨(KOH), 탄산칼륨(K2CO3), 탄산나트륨(Na2CO3) 및 암모니아수(NH4OH)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 제2 용액을 혼합하는 단계;리그닌이 녹아있는 상기 제1 용액과 상기 제2 용액의 혼합 용액을 퍼니스의 한 쪽에 연결된 초음파 분무기에 담는 단계;상기 초음파 분무기에 담긴 상기 혼합 용액을 초음파 진동시켜 액적이 상기 퍼니스 내로 흘러들어 가게 하면서 탄화 처리와 활성화 처리가 동시에 이루어지는 단계; 탄화 처리와 활성화 처리가 이루어진 결과물을 상기 퍼니스의 다른 쪽에 연결된 백 필터에서 수집하여 구형의 다공성 활성탄을 수득하는 단계;상기 구형의 다공성 활성탄, 도전재, 바인더 및 분산매를 혼합하여 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 제조하는 단계; 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 압착하여 전극 형태로 형성하거나, 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 금속 호일에 코팅하여 전극 형태로 형성하거나, 상기 슈퍼커패시터 전극용 조성물을 롤러로 밀어 시트 상태로 만들고 금속 호일 또는 집전체에 붙여서 전극 형태로 형성하는 단계; 전극 형태로 형성된 결과물을 건조하여 슈퍼커패시터 전극을 형성하는 단계; 및상기 슈퍼커패시터 전극을 양극과 음극으로 사용하며, 상기 양극과 상기 음극 사이에 상기 양극과 상기 음극의 단락을 방지하기 위한 분리막을 배치하고, 상기 양극, 상기 분리막 및 상기 음극을 비수계 전해액에 함침시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 슈퍼커패시터의 제조방법
11 11
제10항에 있어서, 상기 구형의 다공성 활성탄은 비표면적이 1000 ∼ 3000 ㎡/g 이고, 층간 거리가 3
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 산림청 한국세라믹기술원 산림과학기술 연구개발사업 국내 미활용 목질계 바이오매스 기반 슈퍼커패시터용 활성탄 개발