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고분자 전해질막 연료전지의 전극 촉매층을 제조하는 방법으로서, 상기 연료전지의 전극 지지체의 표면에 촉매 입자를 형성하는 단계; 및상기 전극 지지체 및 상기 촉매 입자의 표면에 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition)을 통해 원자층 보호막을 형성하는 단계를 포함하는, 전극 촉매층 제조 방법
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청구항 1에 있어서, 상기 원자층 보호막은,상기 촉매 입자 보다 작은 직경으로 형성되며, 금속 산화물로 이루어지는, 전극 촉매층 제조 방법
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청구항 2에 있어서, 상기 원자층 보호막을 형성하는 단계는, 상기 촉매 입자가 형성된 상기 전극 지지체를 반응 챔버에 투입하는 단계; 및상기 반응 챔버로 상기 금속 산화물을 형성하기 위한 전구체 및 수증기를 각각 공급하되, 상기 전구체 및 수증기의 상기 반응 챔버 내 체류 시간을 증가시키는 단계를 포함하는, 전극 촉매층 제조 방법
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청구항 3에 있어서, 상기 전구체의 반응 챔버 내 체류 시간을 증가시키는 단계는, 진공 펌프가 동작하는 상태에서 상기 반응 챔버로 질소 가스를 공급하여 상기 반응 챔버의 내부에 질소 분위기를 형성하는 단계;제1 차단 밸브를 통해 상기 질소 가스의 공급을 차단하는 단계;상기 전구체를 상기 반응 챔버로 공급함과 동시에 제2 차단 밸브를 통해 진공 펌프 연결 라인을 폐쇄하여 상기 진공 펌프를 차단하는 단계;상기 진공 펌프의 차단을 기 설정된 확산 시간 동안 유지시키는 단계; 및상기 진공 펌프 연결 라인을 개방하여 상기 반응 챔버 내의 전구체를 상기 진공 펌프 측으로 배출하는 단계를 포함하는, 전극 촉매층 제조 방법
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청구항 4에 있어서, 상기 진공 펌프를 차단하는 단계는, 상기 전구체를 기 설정된 공급 시간 동안 상기 반응 챔버로 공급하는 단계를 포함하고 상기 확산 시간은, 상기 전구체를 상기 반응 챔버로 공급한 시점부터 카운팅 되고, 상기 공급 시간 보다 긴 시간으로 설정되는, 전극 촉매층 제조 방법
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청구항 5에 있어서, 상기 수증기의 반응 챔버 내 체류 시간을 증가시키는 단계는, 상기 전구체를 상기 진공 펌프 측으로 배출하는 단계 이후에,상기 진공 펌프가 동작하는 상태에서 상기 반응 챔버로 질소 가스를 공급하여 상기 반응 챔버의 내부에 질소 분위기를 형성하는 단계;제1 차단 밸브를 통해 상기 질소 가스의 공급을 차단하는 단계;상기 수증기를 상기 반응 챔버로 공급함과 동시에 제2 차단 밸브를 통해 진공 펌프 연결 라인을 폐쇄하여 상기 진공 펌프를 차단하는 단계;상기 진공 펌프의 차단을 기 설정된 확산 시간 동안 유지시키는 단계; 및상기 진공 펌프 연결 라인을 개방하여 상기 반응 챔버 내의 수증기를 상기 진공 펌프 측으로 배출하는 단계를 포함하는, 전극 촉매층 제조 방법
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청구항 6에 있어서, 상기 원자층 보호막을 형성하는 단계는,상기 반응 챔버 내의 온도가 100℃ 이하에서 이루어지는, 전극 촉매층 제조 방법
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청구항 2에 있어서, 상기 금속 산화물은,산화지르코늄(ZrO2), 이산화티타늄(TiO2), 및 이산화세륨(CeO2) 중 어느 하나를 포함하는, 전극 촉매층 제조 방법
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고분자 전해질막 연료전지의 전극 촉매층을 제조하는 시스템으로서, 표면에 촉매 입자가 형성된 상기 연료전지의 전극 지지체를 수용하는 반응 챔버;상기 반응 챔버로 캐리어 가스를 공급하는 캐리어 가스 공급 라인;상기 반응 챔버로 상기 전극 지지체 및 상기 촉매 입자의 표면에 원자층 보호막을 형성하기 위한 1차 소스를 공급하는 1차 소스 공급 라인;상기 반응 챔버로 상기 원자층 보호막을 형성하기 위한 2차 소스를 공급하는 2차 소스 공급 라인;상기 반응 챔버 내의 기체를 흡입하는 진공 펌프;상기 반응 챔버와 상기 진공 펌프를 연결하는 진공 펌프 연결 라인;상기 캐리어 가스 공급 라인에서 상기 캐리어 가스의 공급을 차단하도록 마련되는 제1 차단 밸브; 및상기 진공 펌프 연결 라인에서 상기 진공 펌프를 차단하도록 마련되는 제2 차단 밸브를 포함하는, 전극 촉매층 제조 시스템
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청구항 9에 있어서, 상기 제1 차단 밸브 및 상기 제2 차단 밸브는, 상기 1차 소스 및 상기 2차 소스의 상기 반응 챔버 내 체류 시간을 증가시키기 위해 마련되는, 전극 촉매층 제조 시스템
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청구항 10에 있어서, 상기 원자층 보호막은, 상기 촉매 입자보다 작은 직경으로 형성되고, 금속 산화물로 이루어지는, 전극 촉매층 제조 시스템
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청구항 11에 있어서, 상기 캐리어 가스는, 질소 가스이고상기 1차 소스는, 상기 금속 산화물의 전구체이며, 상기 2차 소스는, 수증기인, 전극 촉매층 제조 시스템
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청구항 12에 있어서, 상기 제1 차단 밸브는, 상기 진공 펌프가 동작하는 상태에서 상기 반응 챔버의 내부에 질소 분위기가 형성된 이후 상기 질소 가스의 공급을 차단하고,상기 1차 소스 공급 라인은, 상기 전구체를 상기 반응 챔버로 공급하며,상기 제2 차단 밸브는, 상기 전구체를 상기 반응 챔버로 공급함과 동시에 상기 진공 펌프 연결 라인을 폐쇄하여 상기 진공 펌프를 차단하되, 기 설정된 확산 시간 동안 상기 진공 펌프를 차단하며, 상기 진공 펌프 연결 라인을 개방하여 상기 반응 챔버 내의 전구체를 상기 진공 펌프 측으로 배출하는, 전극 촉매층 제조 시스템
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청구항 13에 있어서, 상기 캐리어 가스 공급 라인은, 상기 전구체를 상기 진공 펌프 측으로 배출한 후에, 상기 진공 펌프가 동작하는 상태에서 상기 반응 챔버로 질소 가스를 공급하여 상기 반응 챔버의 내부에 질소 분위기를 형성하고,상기 제1 차단 밸브는, 상기 반응 챔버의 내부에 질소 분위기가 형성된 이후 상기 질소 가스의 공급을 차단하고,상기 2차 소스 공급 라인은, 상기 수증기를 상기 반응 챔버로 공급하며,상기 제2 차단 밸브는, 상기 수증기를 상기 반응 챔버로 공급함과 동시에 상기 진공 펌프 연결 라인을 폐쇄하여 상기 진공 펌프를 차단하되, 기 설정된 확산 시간 동안 상기 진공 펌프를 차단하며, 상기 진공 펌프 연결 라인을 개방하여 상기 반응 챔버 내의 수증기를 상기 진공 펌프 측으로 배출하는, 전극 촉매층 제조 시스템
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청구항 11에 있어서, 상기 금속 산화물은,산화지르코늄(ZrO2), 이산화티타늄(TiO2), 및 이산화세륨(CeO2) 중 어느 하나를 포함하는, 전극 촉매층 제조 시스템
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청구항 9에 있어서, 상기 원자층 보호막은, 상기 반응 챔버 내의 온도가 100℃ 이하에서 형성되는, 전극 촉매층 제조 시스템
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청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 하나의 항에 기재된 전극 촉매층 제조 방법에 의해 제조된 전극 촉매층
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