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중공 코어; 산소환원 활성을 나타내는 금속(M), 질소(N) 및 탄소(C)를 포함하는 복합체로 이루어진 외각 쉘; 및 상기 외각 쉘의 표면으로부터 수직 성장한 복수의 탄소나노튜브;를 포함하는, 산소환원반응 촉매
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제1항에 있어서, 상기 산소환원 활성을 나타내는 금속이,코발트(Co), 아연(Zn), 철(Fe), 카드뮴(Cd), 니켈(Ni), 망간(Mn) 및 구리(Cu)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 산소환원반응 촉매
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제1항에 있어서,상기 중공 코어는 평균 직경이 100 내지 400 nm이고, 상기 외각 쉘은 평균 두께가 20 내지 100 nm인 것을 특징으로 하는 산소환원반응 촉매
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제1항에 있어서, 상기 복합체가,산소환원 활성을 나타내는 금속(M)-질소 함유 유기물을 포함하는 다공성 물질의 탄화 생성물인 것을 특징으로 하는 산소환원반응 촉매
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제4항에 있어서, 상기 질소 함유 유기물이,피롤리딘(Pyrrolidine), 피롤린(Pyrroline), 피롤(Pyrrole), 2H-피롤(2H-Pyrrole), 3H-피롤(3H-Pyrrole), 피라졸리딘(Pyrazolidine), 이미다졸리딘(Imidazolidine), 2-피라졸린(2-Pyrazoline), 2-이미다졸린(2-Imidazoline), 1H-이미다졸(1H-Imidazole), 알킬이미다졸(Alkylimidazole), 2-메틸이미다졸(2-methylimidazole), 트리아졸(Triazole), 이소옥사졸(Isoxazole), 옥사졸(Oxazole), 티아졸(Thiazole), 이소티아졸(Isothiazole), 옥사디아졸(Oxadiazole), 옥사트리아졸(Oxatriazole), 디옥사졸(Dioxazole), 옥사졸론(Oxazolone), 옥사티아졸(Oxathiazole), 이미다졸린-2-티온(Imidazoline-2-thione), 티아디아졸(Thiadiazole), 트리아졸(Triazole), 피페리딘(Piperidine), 피리딘(Pyridine), 피리다진(Pyridazine), 피리미딘(Pyrimidine), 피라진(Pyrazine), 피페라진(Piperazine), 트리아진(Triazine), 모르폴린(Morpholine), 티오모르폴린(Thiomorpholine), 인돌(Indole), 이소인돌(Isoindole), 인다졸(Indazole), 벤즈이소옥사졸(Benzisoxazole), 벤조옥사졸(Benzoxazole), 벤즈티아졸(Benzothiazole), 퀴놀린(Quinoline), 이소퀴놀린(Isoquinoline), 신놀린(Cinnoline), 퀴나졸린(Quinazoline), 퀴녹살린(Quinoxaline), 나프티리딘(Naphthyridine), 프탈아진(Phthalazine), 벤조옥사진(Benzoxazine), 벤조아디아진(Benzoadiazine), 프테리딘(Pterdine), 페나진(Phenazine), 페노티아진(Phenothiazine), 페녹사진(Phenoxazine), 및 아크리딘(Acridine)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 산소환원반응 촉매
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제1항에 있어서,상기 탄소나노튜브는 평균 길이가 10 내지 50 nm인 것을 특징으로 하는 산소환원반응 촉매
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제1항에 있어서,상기 촉매는 알칼리 조건에서 0
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(1) 산소환원 활성을 나타내는 금속염 용액에 열분해성 고분자 용액을 첨가한 후 초음파 처리하여 금속염 및 열분해성 고분자의 혼합 용액을 제조하는 단계;(2) 상기 혼합 용액 및 질소 함유 유기물 용액을 반응시켜 코어쉘 구조의 복합체를 얻는 단계; 및(3) 상기 코어쉘 구조의 복합체를 열처리하는 단계;를 포함하는 산소환원반응 촉매의 제조방법
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제8항에 있어서, 상기 (1) 단계에서의 금속염은 상기 산소환원 활성을 나타내는 금속의 염화물, 산화물, 수산화물, 질산염, 황산염, 아세트산염 및 포름산염 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 산소환원반응 촉매의 제조방법
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제8항에 있어서, 상기 (1) 단계에서의 열분해성 고분자는 폴리비닐아세테이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리비닐피롤리돈, 폴리스타이렌 및 폴리비닐알콜로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 산소환원반응 촉매의 제조방법
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제8항에 있어서, 상기 (2) 단계에서의 질소 함유 유기물은이미다졸계 화합물인 것을 특징으로 하는 산소환원반응 촉매의 제조방법
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제8항에 있어서, 상기 (2) 단계에서의 반응은60 내지 80 ℃의 온도 범위에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 산소환원반응 촉매의 제조방법
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제8항에 있어서, 상기 (2) 단계에서의 복합체는코어가 상기 열분해성 고분자이고, 외각 쉘이 금속-유기 구조체(MOF; metal organic framework)인 것을 특징으로 하는 산소환원반응 촉매의 제조방법
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제8항에 있어서, 상기 (3) 단계에서의 열처리는아르곤, 질소, 암모니아, 수소 및 헬륨으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 가스 분위기 또는 진공 분위기에서 1 내지 10 ℃/min의 속도로 승온하여, 600 내지 1000 ℃에서 0
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제8항에 있어서, 상기 (3) 단계 이후에(4) 상기 열처리된 복합체를 산처리하는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 산소환원반응 촉매의 제조방법
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제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 산소환원반응 촉매를 포함하는 전극; 및 전해질막을 포함하는 연료전지
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