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내재적 마이크로 기공성 고분자 또는 내재적 마이크로 기공성 고분자를 이용한 다공성 탄소 구조체 및 황을 포함하는 혼합물이 탄화된 다공성 탄소-황 복합체로,상기 내재적 마이크로 기공성 고분자는 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함하거나, 하기 화학식 2로 표시되는 반복 단위를 포함하거나, 화학식 1과 화학식 2가 공중합된 공중합체를 포함하고,상기 다공성 탄소-황 복합체는 내재적 마이크로 기공성 고분자 또는 내재적 마이크로 기공성 고분자를 이용한 다공성 탄소 구조체와 황 원소가 반응하여 형성된 탄소-황 공유 결합을 포함하는 다공성 탄소-황 복합체:003c#화학식 1003e#003c#화학식 2003e#(상기 화학식 1 또는 상기 화학식 2에서,X 또는 Y는 각각 , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , 및 으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종이고,R은 C1-30의 알킬 또는 C5-30의 아릴이고, Ph는 페닐이고, Et는 에틸이고,n은 1 내지 1000의 정수이고,m은 1 내지 1000의 정수이다)
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제1항에 있어서,상기 다공성 탄소-황 복합체는 적어도 2개 이상의 황 원자의 사슬 길이를 가지며, 내재적 마이크로 기공성 고분자 골격 또는 내재적 마이크로 기공성 고분자를 이용한 다공성 탄소 구조체에 공유 결합한 황 원자 사슬을 포함하는 다공성 탄소-황 복합체
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제1항에 있어서,상기 다공성 탄소-황 복합체는 황 함량이 10 중량% 내지 90 중량%인 다공성 탄소-황 복합체
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제1항에 있어서,상기 내재적 마이크로 기공성 고분자 또는 내재적 마이크로 기공성 고분자를 이용한 다공성 탄소 구조체의 형태는 파우더, 입자, 섬유 및 필름으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 형태인 다공성 탄소-황 복합체
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제1항에 있어서,상기 내재적 마이크로 기공성 고분자를 이용한 다공성 탄소 구조체는 800℃ 내지 1300℃의 온도 범위에서 1시간 내지 8시간 동안 열처리되어 형성된 것인 다공성 탄소-황 복합체
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제1항에 있어서,상기 내재적 마이크로 기공성 고분자를 이용한 다공성 탄소 구조체는 200m2/g이상 2,500m2/g이하 범위의 비표면적을 가지는 것인 다공성 탄소-황 복합체
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내재적 마이크로 기공성 고분자 또는 내재적 마이크로 기공성 고분자를 이용한 다공성 탄소 구조체와 황 원소를 혼합하는 단계;내재적 마이크로 기공성 고분자 또는 내재적 마이크로 기공성 고분자를 이용한 다공성 탄소 구조체에 황 원소를 함침시키는 단계; 및황 원소가 함침된 내재적 마이크로 기공성 고분자 또는 내재적 마이크로 기공성 고분자를 이용한 다공성 탄소 구조체를 가열하는 단계;를 포함하는 제1항의 다공성 탄소-황 복합체의 제조방법
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제7항에 있어서,상기 황 원소는 내재적 마이크로 기공성 고분자 또는 내재적 마이크로 기공성 고분자를 이용한 다공성 탄소 구조체 중량 대비 1
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제7항에 있어서,상기 함침은 50℃ 내지 200℃의 온도 범위에서 1시간 내지 12시간 동안 수행되는 다공성 탄소-황 복합체의 제조방법
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제7항에 있어서,상기 가열은 불활성 가스 분위기에서 300℃ 내지 900℃의 온도 범위로 1시간 내지 12시간 동안 수행되고,상기 온도 범위에서 내재적 마이크로 기공성 고분자 또는 내재적 마이크로 기공성 고분자를 이용한 다공성 탄소 구조체와 황 원소 사이의 반응에 의해 탄소-황 공유 결합이 형성되는 다공성 탄소-황 복합체의 제조방법
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제1항의 다공성 탄소-황 복합체, 전기 전도성 재료 및 바인더를 포함하는 금속-황 전지용 양극
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내재적 마이크로 기공성 고분자 또는 내재적 마이크로 기공성 고분자를 이용한 다공성 탄소 구조체와 황 원소를 혼합하는 단계; 내재적 마이크로 기공성 고분자 또는 내재적 마이크로 기공성 고분자를 이용한 다공성 탄소 구조체에 황 원소를 함침시키는 단계; 및 황 원소가 함침된 내재적 마이크로 기공성 고분자 또는 내재적 마이크로 기공성 고분자를 이용한 다공성 탄소 구조체를 가열하여 다공성 탄소-황 복합체를 준비하는 단계; 및다공성 탄소-황 복합체, 전기 전도성 재료 및 바인더를 혼합하는 단계;를 포함하는 제11항의 금속-황 전지용 양극의 제조방법
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제1항의 다공성 탄소-황 복합체, 전기 전도성 재료 및 바인더를 포함하는 금속-황 전지용 양극; 적어도 하나의 전해질 용매와 적어도 하나의 전도성 염을 포함하는 전해질 용액; 및 음극;을 포함하는 금속-황 전지
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제1항의 다공성 탄소-황 복합체, 전기 전도성 재료 및 바인더를 포함하는 금속-황 전지용 양극; 적어도 하나의 전해질 용매와 적어도 하나의 전도성 염을 포함하는 전해질 용액; 및 음극;을 포함하는 금속-황 전지를 포함하는 에너지 저장 장치
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