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전기화학적 성능 및 산소발생반응을 향상시키기 위해 NiCo2O4 스피넬 구조에서 니켈을 구리로 치환하는 방법

  • 기술번호 : KST2022008536
  • 담당센터 : 대구기술혁신센터
  • 전화번호 : 053-550-1450
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 전기화학적 성능 및 산소발생반응(oxygen evolution reaction, OER)을 향상시키기 위한 NiCo2O4 스피넬 구조에서 니켈(Ni)을 구리(Cu)로 치환하는 방법에 관한 것으로서, 1) 전극 지지대로서, 흑연 팰트(graphite felt, GF)를 준비하는 단계; 2) 흑연 팰트를 열처리하는 단계; 3) 흑연 팰트 표면의 불순물을 제거하기 위해, 열처리 및 산처리하는 단계; 4) 세척 및 건조하는 단계; 5) Ni(NO3)2·6H2O, Cu(NO3)2·6H2O 및 Co(NO3)2·6H2O를 준비하여 증류수에 용해시키는 단계; 6) 용해 이후 요소를 첨가하여 섞어주는 단계; 7) 흑연 팰트 전극 지지대를 6) 단계에서 만든 용액에 넣고 초음파 처리하는 단계; 8) 가열, 냉각, 세척 및 건조시키는 단계; 및 9) 하소 공정하는 단계;를 포함하여 Ni1-xCuxCo2O4/GF 전극(x = 0.125, 0.25, 0.375 및 0.5)을 제조할 수 있다. 본 발명에 따라 제조된 전극은 니켈 금속을 구리로 치환함에 따라 산소 빈자리 형성을 통해 OH- 이온 흡착이 촉진되고, 장기적인 반응에서 전기화학적 성능 및 산소발생반응이 매우 우수해지는 효과가 있다.
Int. CL C01G 51/00 (2006.01.01) C01G 53/04 (2006.01.01) B01J 23/72 (2006.01.01) C25B 1/04 (2022.01.01) H01B 1/08 (2006.01.01) H01B 1/04 (2006.01.01) H01M 4/48 (2010.01.01) C25D 5/40 (2006.01.01) H01B 13/00 (2006.01.01)
CPC
출원번호/일자 1020210168299 (2021.11.30)
출원인 영남대학교 산학협력단
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2022-0083589 (2022.06.20) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보 대한민국  |   1020200173253   |   2020.12.11
법적상태 공개
심사진행상태 수리
심판사항
구분 국내출원/신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2021.11.30)
심사청구항수 10

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 영남대학교 산학협력단 대한민국 경상북도 경산시

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김재홍 대구광역시 수성구
2 강미숙 경상북도 경산시 경안로**길 **
3 박혜림 경상북도 구미시
4 박병현 대구광역시 동구
5 손남규 경상북도 구미시
6 김현조 울산광역시 중구
7 석승윤 경상북도 포항시 남구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 이은철 대한민국 서울특별시 송파구 법원로**길 **, A동 *층 ***호(문정동, 에이치비지니스파크)(*T국제특허법률사무소)
2 김재문 대한민국 서울특별시 송파구 법원로**길 **, A동 *층 ***호 (문정동, 에이치비지니스파크)(*T국제특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2021.11.30 수리 (Accepted) 1-1-2021-1385624-95
2 특허고객번호 정보변경(경정)신고서·정정신고서
2022.04.27 수리 (Accepted) 4-1-2022-5100288-83
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번호 청구항
1 1
1) 전극 지지대로서, 흑연 팰트(graphite felt, GF)를 준비하는 단계;2) 흑연 팰트를 열처리하는 단계;3) 흑연 팰트 표면의 불순물을 제거하기 위해, 열처리 및 산처리하는 단계;4) 산처리된 흑연 팰트를 세척 및 건조하는 단계;5) Ni(NO3)2·6H2O, Cu(NO3)2·6H2O 및 Co(NO3)2·6H2O를 준비하여 증류수에 용해시키는 단계;6) 용해 이후 요소를 첨가하여 섞어주는 단계;7) 흑연 팰트 전극 지지대를 6) 단계에서 만든 용액에 넣고 초음파 처리하는 단계;8) 상기 초음파 처리된 흑연 팰트 전극 지지대를 가열, 냉각, 세척 및 건조시키는 단계; 및9) 하소(calcination) 공정하는 단계;를 포함하는 NiCo2O4 스피넬 구조에서 니켈(Ni)을 구리(Cu)로 치환하는 방법
2 2
제1항에 있어서,상기 2) 단계의 열처리는, 공기중에서 승온 속도 4 내지 6℃/min로 700 내지 900℃ 온도까지 가열하는 것을 특징으로 하는 NiCo2O4 스피넬 구조에서 니켈(Ni)을 구리(Cu)로 치환하는 방법
3 3
제1항에 있어서,상기 3) 단계의 열처리는, 전기로에서 승온 속도 8 내지 12℃/min로 400 내지 500℃ 온도까지 2 내지 4시간 동안 가열하는 것이고, 산처리는 염산, 황산, 질산 중 어느 하나의 용액에서 초음파 처리를 20 내지 40분 동안 처리하는 것을 특징으로 하는 NiCo2O4 스피넬 구조에서 니켈(Ni)을 구리(Cu)로 치환하는 방법
4 4
제1항에 있어서,상기 4) 단계의 세척은, 탈이온수(deionized water, DI water) 및 에탄올로 3 내지 5번 세척하는 것이고, 건조는 진공 오븐에서 100 내지 120℃ 온도로 5 내지 6 시간 동안 건조시키는 것을 특징으로 하는 NiCo2O4 스피넬 구조에서 니켈(Ni)을 구리(Cu)로 치환하는 방법
5 5
제1항에 있어서,상기 5) 단계의 용해는, 5 내지 9 mmol의 Ni(NO3)2·6H2O, 1 내지 7 mmol의 Cu(NO3)2·6H2O 및 0
6 6
제1항에 있어서,상기 6) 단계는, 0
7 7
제1항에 있어서,상기 7) 단계의 초음파 처리는 5 내지 7시간 동안 처리하는 것을 특징으로 하는 NiCo2O4 스피넬 구조에서 니켈(Ni)을 구리(Cu)로 치환하는 방법
8 8
제1항에 있어서,상기 8) 단계의 가열은, 오토클레이브(autoclave)에서 승온 속도 4 내지 6 ℃/min로 110 내지 130 ℃온도까지 가열시켜 2 내지 4 시간 동안 가열하는 것이고, 세척은 탈이온수(deionized water, DI water) 및 에탄올로 3 내지 5번 세척하는 것이고, 건조는 60 내지 80 ℃ 온도에서 11 내지 13시간 동안 건조하는 것을 특징으로 하는 NiCo2O4 스피넬 구조에서 니켈(Ni)을 구리(Cu)로 치환하는 방법
9 9
제1항에 있어서,상기 9) 단계의 하소 공정은, 목적어 추가 300 내지 400 ℃ 온도에서 2 내지 4 시간 동안 처리하는 것을 특징으로 하는 NiCo2O4 스피넬 구조에서 니켈(Ni)을 구리(Cu)로 치환하는 방법
10 10
제1항 내지 제9항의 NiCo2O4 스피넬 구조에서 니켈(Ni)을 구리(Cu)로 치환하는 방법에 의해 제조된 Ni1-xCuxCo2O4/GF 전극(여기서, x = 0
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 산업통상자원부 영남대학교 산학협력단 에너지인력양성(R&D) 수소산업 융복합 인력양성
2 과학기술정보통신부 영남대학교 산학협력단 현장맟춤형 이공계 인재양성지원사업 스마트 에너지, 인프라 및 자동차 부품 소재 공정 실전문제연구단