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카본계 지지체; 상기 카본계 지지체의 표면을 덮는 세라믹 코팅층; 및 상기 카본계 지지체를 덮는 세라믹 코팅층에 담지된 활성 담지체;를 포함하며, 상기 세라믹 코팅층은 카본계 지지체의 표면으로부터 일부가 바늘 형태로 돌출되도록 형성된 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 연료전지용 카본계 촉매
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제1항에 있어서,상기 카본계 지지체는 탄소나노튜브, 그래핀 및 활성탄 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 연료전지용 카본계 촉매
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제1항에 있어서,상기 세라믹 코팅층은 TiO2, Al2O3, ZrO2 및 CeO2 중 선택된 1종 이상의 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 연료전지용 카본계 촉매
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제1항에 있어서,상기 세라믹 코팅층은 10nm ~ 10㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 연료전지용 카본계 촉매
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제1항에 있어서,상기 세라믹 코팅층은 상기 카본계 지지체의 표면을 덮는 표면부와, 상기 표면부로부터 복수개가 상호 이격되도록 배치되며, 상기 표면부로부터 외측 방향으로 돌출되어 일부가 바늘 형태로 형성된 돌출부를 갖는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 연료전지용 카본계 촉매
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제1항에 있어서,상기 활성 담지체는 백금(Pt), 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os) 및 금(Au) 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 연료전지용 카본계 촉매
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캐소드; 상기 캐소드와 이격 배치된 애노드; 상기 캐소드와 애노드 사이에 배치된 전해질 멤브레인; 상기 캐소드 및 애노드의 외측에 각각 배치된 기체확산층; 및 상기 기체확산층의 외측에 각각 배치된 분리판;을 포함하며, 상기 캐소드 및 애노드 중 적어도 하나는, 카본계 지지체와, 상기 카본계 지지체의 표면을 덮는 세라믹 코팅층과, 상기 카본계 지지체를 덮는 세라믹 코팅층에 담지된 활성 담지체를 갖는 카본계 촉매를 포함하며, 상기 세라믹 코팅층은 카본계 지지체의 표면으로부터 일부가 바늘 형태로 돌출되도록 형성된 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 연료전지용 카본계 촉매를 포함하는 고분자 전해질 연료전지
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제7항에 있어서,상기 세라믹 코팅층은 TiO2, Al2O3, ZrO2 및 CeO2 중 선택된 1종 이상의 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 연료전지용 카본계 촉매를 포함하는 고분자 전해질 연료전지
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제7항에 있어서,상기 세라믹 코팅층은 10nm ~ 10㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 연료전지용 카본계 촉매를 포함하는 고분자 전해질 연료전지
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제7항에 있어서,상기 세라믹 코팅층은 상기 카본계 지지체의 표면을 덮는 표면부와, 상기 표면부로부터 복수개가 상호 이격되도록 배치되며, 상기 표면부로부터 외측 방향으로 돌출되어 일부가 바늘 형태로 형성된 돌출부를 갖는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 연료전지용 카본계 촉매를 포함하는 고분자 전해질 연료전지
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(a) 카본계 지지체를 산처리하는 단계; (b) 상기 산처리된 카본계 지지체의 표면에 세라믹 코팅층을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 카본계 지지체의 표면을 덮는 세라믹 코팅층에 활성 담지체를 담지시키는 단계;를 포함하며, 상기 (b) 단계에서, 상기 세라믹 코팅층은 카본계 지지체의 표면으로부터 일부가 바늘 형태로 돌출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 연료전지용 카본계 촉매 제조 방법
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제11항에 있어서,상기 (a) 단계는, (a-1) 상기 카본계 지지체를 산성 용액과 혼합하고, 500 ~ 1,500rpm의 속도로 교반하여 산처리하는 단계; 및 (a-2) 상기 산처리된 카본계 지지체를 필터링한 후, 세척하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 연료전지용 카본계 촉매 제조 방법
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제12항에 있어서,상기 (a-1) 단계에서, 상기 산처리는 100 ~ 140℃의 온도에서 1 ~ 10시간 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 연료전지용 카본계 촉매 제조 방법
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제11항에 있어서,상기 (b) 단계는, (b-1) 상기 산처리된 카본계 지지체를 용매에 첨가한 후, 초음파 처리로 혼합하는 단계; (b-2) 상기 초음파 처리된 현탁액에 세라믹 전구체 및 경화제를 혼합하고, 교반하여 수열합성하는 단계; 및 (b-3) 상기 수열합성된 결과물을 필터링하고, 세척한 후 건조하여 상기 카본계 지지체의 표면을 덮는 세라믹 코팅층을 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 연료전지용 카본계 촉매 제조 방법
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제14항에 있어서,상기 (b-2) 단계에서, 상기 수열합성은 160 ~ 240℃에서 10 ~ 30시간 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 연료전지용 카본계 촉매 제조 방법
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제14항에 있어서,상기 (b-3) 단계에서, 상기 세라믹 코팅층은 TiO2, Al2O3, ZrO2 및 CeO2 중 선택된 1종 이상의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 연료전지용 카본계 촉매 제조 방법
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제11항에 있어서,상기 (c) 단계는, (c-1) 상기 카본계 지지체의 표면을 덮는 세라믹 코팅층을 활성 담지 전구체 용액에 침지시킨 후, 강염기 용액을 첨가하고 수열합성하는 단계; 및 (c-2) 상기 수열합성된 결과물을 필터링하고, 세척한 후 건조하여 상기 카본계 지지체의 표면을 덮는 세라믹 코팅층에 활성 담지체를 담지시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 연료전지용 카본계 촉매 제조 방법
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제17항에 있어서,상기 (c-1) 단계에서, 상기 수열합성은 100 ~ 200℃에서 1 ~ 6시간 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 연료전지용 카본계 촉매 제조 방법
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제17항에 있어서,상기 (c-2) 단계에서, 상기 활성 담지체는 백금(Pt), 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os) 및 금(Au) 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 연료전지용 카본계 촉매 제조 방법
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