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용리 및 치환된 전이원소를 가지는 촉매체를 포함하는 전극 소재의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조한 전극 소재를 포함하는 금속공기전지, 고체 산화물 연료전지 및 고체 산화물 수전해 셀

  • 기술번호 : KST2022015031
  • 담당센터 : 부산기술혁신센터
  • 전화번호 : 051-606-6561
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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, 용리 및 치환된 전이원소를 가지는 촉매체를 포함하여 우수한 전기 전도도를 제공할 수 있는 전극 소재의 제조 방법을 제공한다. 상기 전극 소재의 제조 방법은, 제1 전이원소 및 제2 전이원소를 포함하는 제1 페로브스카이트 결정구조물질로 구성된 제1 구조체를 제공하는 단계; 상기 제1 구조체를 환원 가스 분위기에서 열처리하여, 상기 제1 전이원소와 상기 제2 전이원소가 표면에 용리되는 단계; 용리된 상기 제1 전이원소와 상기 제2 전이원소가 2원 합금을 형성하는 단계; 상기 제1 구조체에 제3 전이원소를 도입하는 단계; 및 상기 제3 전이원소가 상기 2원 합금에 주입되어 3원 합금을 형성하여, 촉매체를 형성하는 단계;를 포함한다.
Int. CL H01M 4/90 (2006.01.01) H01M 4/88 (2006.01.01) H01M 4/86 (2006.01.01) C25B 11/04 (2021.01.01) H01M 12/06 (2006.01.01) H01M 12/08 (2015.01.01) H01M 8/12 (2016.01.01) C25B 1/04 (2022.01.01) H01M 8/124 (2016.01.01)
CPC H01M 4/9016(2013.01) H01M 4/9025(2013.01) H01M 4/8867(2013.01) H01M 4/8652(2013.01) C25B 11/0773(2013.01) C25B 11/091(2013.01) H01M 12/06(2013.01) H01M 12/08(2013.01) H01M 8/12(2013.01) C25B 1/04(2013.01) C25B 13/04(2013.01) H01M 2008/1293(2013.01)
출원번호/일자 1020190031866 (2019.03.20)
출원인 울산과학기술원
등록번호/일자 10-2159510-0000 (2020.09.18)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20200925) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 국내출원/신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2019.03.20)
심사청구항수 20

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 울산과학기술원 대한민국 울산광역시 울주군

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김건태 울산광역시 울주군
2 주상욱 울산광역시 울주군

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 전용준 대한민국 서울특별시 금천구 가산디지털*로 **, 대륭테크노타운 **차 ***호 (가산동)(이연국제특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 울산과학기술원 울산광역시 울주군
번호, 서류명, 접수/발송일자, 처리상태, 접수/발송일자의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 행정처리 표입니다.
번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2019.03.20 수리 (Accepted) 1-1-2019-0286618-94
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2020.05.15 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.07.03 수리 (Accepted) 4-1-2020-5148444-43
4 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2020.07.14 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-6-2020-0099007-15
5 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2020.07.21 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2020-0495868-08
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2020.08.10 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2020-0839185-55
7 [공지예외적용 보완 증명서류]서류제출서
 2020.08.10 수리 (Accepted) 1-1-2020-0839187-46
8 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견서·답변서·소명서
 2020.08.10 수리 (Accepted) 1-1-2020-0839184-10
9 [출원서 등 보완]보정서
 2020.08.10 수리 (Accepted) 1-1-2020-0839186-01
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.08.20 수리 (Accepted) 4-1-2020-5186266-03
11 등록결정서
Decision to grant		 2020.09.02 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2020-0608042-20
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
제1 전이원소 및 제2 전이원소를 포함하는 제1 페로브스카이트 결정구조물질로 구성된 제1 구조체를 제공하는 단계;상기 제1 구조체를 환원 가스 분위기에서 열처리하여, 상기 제1 전이원소와 상기 제2 전이원소가 표면에 용리되는 단계;용리된 상기 제1 전이원소와 상기 제2 전이원소가 2원 합금 입자를 형성하는 단계;상기 제1 구조체에 제3 전이원소를 도입하는 단계; 및상기 제3 전이원소가 상기 2원 합금 입자에 주입되어 3원 합금 입자를 형성하여, 촉매체를 형성하는 단계;를 포함하는, 전극 소재의 제조 방법
2 2
제1 전이원소 및 제2 전이원소를 포함하는 제1 페로브스카이트 결정구조물질로 구성된 제1 구조체를 제공하는 단계;상기 제1 구조체를 환원 가스 분위기에서 열처리하여, 상기 제1 전이원소와 상기 제2 전이원소가 표면에 용리되는 단계;용리된 상기 제1 전이원소와 상기 제2 전이원소가 2원 합금 입자를 형성하는 단계;상기 제1 구조체에 제3 전이원소를 도입하는 단계;상기 제3 전이원소가 상기 제1 구조체 내의 상기 제1 전이원소, 상기 제2 전이원소, 또는 이들 모두를 치환하는 단계; 및상기 제3 전이원소에 의한 치환에 따라, 상기 제1 구조체가 상기 제3 전이원소를 포함한 제2 페로브스카이트 결정구조물질로 구성된 제2 구조체로 변화되어, 촉매체를 형성하는 단계;를 포함하는, 전극 소재의 제조 방법
3 3
청구항 2에 있어서,상기 제3 전이원소에 치환에 따라, 상기 제1 구조체로부터 상기 제1 전이원소 및 상기 제2 전이원소가 표면에 더 용리되는, 전극 소재의 제조 방법
4 4
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,상기 제3 전이원소는 상기 제1 전이원소 또는 상기 제2 전이원소에 비하여 공동 분리 에너지의 절대값이 작은, 전극 소재의 제조 방법
5 5
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,상기 제1 전이원소는 코발트(Co)를 포함하고,상기 제2 전이원소는 니켈(Ni)을 포함하고,상기 제3 전이원소는 철(Fe), 망간(Mn) 또는 이들 모두를 포함하는, 전극 소재의 제조 방법
6 6
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,상기 제3 전이원소는 상기 제1 페로브스카이트 결정구조물질에 대하여 3 wt% 내지 20 wt%의 범위를 가지는, 전극 소재의 제조 방법
7 7
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,상기 제3 전이원소를 도입하는 단계는, 용침, 원자층 증착법, 펄스 레이저 증착법, 화학기상증착법, 물리기상증착법 중 적어도 어느 하나를 이용하여 수행되는, 전극 소재의 제조 방법
8 8
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,상기 환원 가스 분위기는 수소 가스, 암모니아 가스, 일산화탄소 가스, 메탄 가스, 및 프로판 가스 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 전극 소재의 제조 방법
9 9
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,상기 열처리는 850℃ 내지 약 950℃ 범위의 온도에서, 0
10 10
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,상기 제1 페로브스카이트 결정구조물질은 하기의 화학식 1의 화합물을 포함하는, 전극 소재의 제조 방법: 003c#화학식 1003e#RET''2-x(T, T')xO5+δ상기 화학식 1에서, 상기 R은 희토류족 또는 란탄족에서 선택된 하나 또는 그 이상의 원소들을 포함할 수 있고, 상기 E는 알카리토 금속족에서 선택된 하나 또는 그 이상의 원소들을 포함할 수 있고, 상기 T, T', 및 T''는 전이원소에서 선택된 서로 다른 원소들이고, O는 산소이고, 상기 x는 0 초과 2 미만의 수이고, 상기 δ는 0 또는 1 이하의 양수로서, 상기 화학식 1의 화합물을 전기적 중성으로 하는 값이다
11 11
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,상기 제1 페로브스카이트 결정구조물질은 하기의 화학식 2의 화합물을 포함하는, 전극 소재의 제조 방법: 003c#화학식 2003e#PrBaT''2-x(T, T')xO5+δ상기 화학식 2에서, 상기 T, T', 및 T''는 전이원소에서 선택된 서로 다른 원소들이고, 상기 O는 산소이고, 상기 x는 0 초과 2 미만의 수이고, 상기 δ는 0 또는 1 이하의 양수로서, 상기 화학식 2의 화합물을 전기적 중성으로 하는 값이다
12 12
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,상기 제1 페로브스카이트 결정구조물질은 하기의 화학식 3의 화합물을 포함하는, 전극 소재의 제조 방법: 003c#화학식 3003e#PrBaMn2-x(T, T')xO5+δ상기 화학식 3에서, 상기 T 및 T'는 전이원소에서 선택된 서로 다른 원소들이고, 상기 O는 산소이고, 상기 x는 0 초과 2 미만의 수이고, 상기 δ는 0 또는 1 이하의 양수로서, 상기 화학식 3의 화합물을 전기적 중성으로 하는 값이다
13 13
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,상기 제1 페로브스카이트 결정구조물질은 하기의 화학식 4의 화합물을 포함하는, 전극 소재의 제조 방법: 003c#화학식 4003e#PrBaMn2-x(Co, Ni)xO5+δ상기 화학식 4에서, 상기 O는 산소이고, 상기 x는 0 초과 2 미만의 수이고, 상기 δ는 0 또는 1 이하의 양수로서, 상기 화학식 4의 화합물을 전기적 중성으로 하는 값이다
14 14
청구항 2에 있어서,상기 제2 페로브스카이트 결정구조물질은 하기의 화학식 5의 화합물을 포함하는, 전극 소재의 제조 방법: 003c#화학식 5003e#RET''2-xT'''xO5+δ상기 화학식 5에서, 상기 R은 희토류족 또는 란탄족에서 선택된 하나 또는 그 이상의 원소들을 포함할 수 있고, 상기 E는 알카리토 금속족에서 선택된 하나 또는 그 이상의 원소들을 포함할 수 있고, 상기 T'', 및 T'''는 전이원소에서 선택된 서로 다른 원소들이고, 상기 O는 산소이고, 상기 x는 0 초과 2 미만의 수이고, 상기 δ는 0 또는 1 이하의 양수로서, 상기 화학식 5의 화합물을 전기적 중성으로 하는 값이다
15 15
청구항 2에 있어서,상기 제2 페로브스카이트 결정구조물질은 하기의 화학식 6의 화합물을 포함하는, 전극 소재의 제조 방법: 003c#화학식 6003e#PrBaMn2-xFexO5+δ상기 화학식 6에서, 상기 O는 산소이고, 상기 x는 0 초과 2 미만의 수이고, 상기 δ는 0 또는 1 이하의 양수로서, 상기 화학식 6의 화합물을 전기적 중성으로 하는 값이다
16 16
제1 전이원소 및 제2 전이원소를 포함하는 페로브스카이트 결정구조물질로 구성된 제1 구조체; 및상기 제1 구조체로부터 용리된 상기 제1 전이원소 및 상기 제2 전이원소와 주입된 제3 전이원소로 구성된 3원 합금 입자;를 포함하는, 촉매체
17 17
페로브스카이트 결정구조물질로 구성된 제1 구조체의 제1 전이원소 및 제2 전이원소를 제3 전이원소가 치환하여 형성되고, 상기 제3 전이원소를 포함하는 제2 페로브스카이트 결정구조물질로 구성된 제2 구조체; 및상기 제1 구조체로부터 용리된 상기 제1 전이원소 및 상기 제2 전이원소로 구성된 2원 합금 입자;를 포함하는, 촉매체
18 18
캐소드;상기 캐소드를 마주보고 배치되는 애노드; 및 상기 캐소드와 상기 애노드 사이에 배치되는 전해질을 포함하고, 상기 캐소드는, 제1 전이원소 및 제2 전이원소를 포함하는 페로브스카이트 결정구조물질로 구성된 제1 구조체; 및 상기 제1 구조체로부터 용리된 상기 제1 전이원소 및 상기 제2 전이원소와 주입된 제3 전이원소로 구성된 3원 합금 입자;를 포함하는 촉매체를 포함하거나, 또는, 상기 캐소드는, 페로브스카이트 결정구조물질로 구성된 제1 구조체의 제1 전이원소 및 제2 전이원소를 제3 전이원소가 치환하여 형성되고, 상기 제3 전이원소를 포함하는 제2 페로브스카이트 결정구조물질로 구성된 제2 구조체; 및 상기 제1 구조체로부터 용리된 상기 제1 전이원소 및 상기 제2 전이원소로 구성된 2원 합금 입자;를 포함하는 촉매체를 포함하는, 금속공기전지
19 19
애노드; 상기 애노드를 마주보고 배치되는 캐소드; 및 상기 애노드와 캐소드 사이에 배치되는 전해질을 포함하고,상기 애노드는, 제1 전이원소 및 제2 전이원소를 포함하는 페로브스카이트 결정구조물질로 구성된 제1 구조체; 및 상기 제1 구조체로부터 용리된 상기 제1 전이원소 및 상기 제2 전이원소와 주입된 제3 전이원소로 구성된 3원 합금 입자;를 포함하는 촉매체를 포함하거나, 또는, 상기 애노드는, 페로브스카이트 결정구조물질로 구성된 제1 구조체의 제1 전이원소 및 제2 전이원소를 제3 전이원소가 치환하여 형성되고, 상기 제3 전이원소를 포함하는 제2 페로브스카이트 결정구조물질로 구성된 제2 구조체; 및 상기 제1 구조체로부터 용리된 상기 제1 전이원소 및 상기 제2 전이원소로 구성된 2원 합금 입자;를 포함하는 촉매체를 포함하는, 고체 산화물 연료전지
20 20
물이 분해되어 형성된 수소 가스를 배출하는 캐소드; 상기 캐소드를 마주보고 배치되고 상기 물이 분해되어 형성된 산소 가스를 배출하는 애노드; 및 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 배치되는 전해질을 포함하는, 수소 및 산소를 생성하는 고체 산화물 수전해 셀로서,상기 캐소드 및 상기 애노드 중 적어도 어느 하나는, 제1 전이원소 및 제2 전이원소를 포함하는 페로브스카이트 결정구조물질로 구성된 제1 구조체; 및 상기 제1 구조체로부터 용리된 상기 제1 전이원소 및 상기 제2 전이원소와 주입된 제3 전이원소로 구성된 3원 합금 입자;를 포함하는 촉매체를 포함하거나, 또는,상기 캐소드 및 상기 애노드 중 적어도 어느 하나는, 페로브스카이트 결정구조물질로 구성된 제1 구조체의 제1 전이원소 및 제2 전이원소를 제3 전이원소가 치환하여 형성되고, 상기 제3 전이원소를 포함하는 제2 페로브스카이트 결정구조물질로 구성된 제2 구조체; 및 상기 제1 구조체로부터 용리된 상기 제1 전이원소 및 상기 제2 전이원소로 구성된 2원 합금 입자;를 포함하는 촉매체를 포함하는, 고체 산화물 수전해 셀
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 산업통상자원부 울산과학기술원 신재생에너지핵심기술개발(R＆D) 다중 탄화수소 연료 기반 금속지지체형 SOFC에 대한 원천기술 및 상용화 연구