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3차원 다공성 탄소 구조체를 준비하는 단계;상기 3차원 다공성 탄소 구조체를 활성화하는 단계; 및활성화된 상기 3차원 다공성 탄소 구조체 내에 전이금속, 질소, 및 탄소를 포함하는 단원자 구조의 촉매를 도핑하여, 단원자 촉매 구조체를 제조하는 단계를 포함하는 단원자 촉매 구조체의 제조 방법
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제1 항에 있어서,상기 3차원 다공성 탄소 구조체를 준비하는 단계는,탄소 소스를 준비하는 단계;상기 탄소 소스를 다공성 실리콘 산화물 구조체에 제공하여, 실리콘 산화물-탄소 예비 구조체를 제조하는 단계;상기 실리콘 산화물-탄소 예비 구조체를 비활성 가스 분위기에서 열처리하여, 실리콘 산화물-탄소 구조체를 제조하는 단계; 및상기 실리콘 산화물-탄소 복합체를 제1 식각 용액 내에 제공하여, 실리콘 산화물이 제거된 상기 3차원 다공성 탄소 구조체를 제조하는 단계를 포함하는 단원자 촉매 구조체의 제조 방법
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제2 항에 있어서,상기 3차원 다공성 탄소 구조체를 제조하는 단계에서,상기 제1 식각 용액의 온도를 제어하여, 상기 3차원 다공성 탄소 구조체 내에 실리콘의 잔존 여부가 제어되고, 상기 단원자 촉매 구조체 내에 실리콘 포함여부가 제어되는 것을 포함하는, 단원자 촉매 구조체의 제조 방법
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제2 항에 있어서,상기 3차원 다공성 탄소 구조체를 제조하는 단계에서,상기 제1 식각 용액에 의해 제거되지 않은 실리콘 일부가 상기 3차원 다공성 탄소 구조체에 잔존되어, 상기 단원자 구조의 촉매에 실리콘이 더 포함되는 단원자 촉매 구조체의 제조 방법
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제1 항에 있어서,상기 단원자 촉매 구조체를 제조하는 단계는,전이금속 소스, 및 질소 소스를 활성화된 상기 3차원 다공성 탄소 구조체에 제공하여, 전이금속-질소-3차원 다공성 탄소 구조체 혼합물을 제조하는 단계;상기 전이금속-질소-3차원 다공성 탄소 구조체 혼합물을 열처리하여, 전이금속 입자, 전이금속 산화물 입자, 및 단원자 구조의 촉매를 포함하는 복합 혼합물을 제조하는 단계; 및상기 복합 혼합물을 제2 식각 용액 내에 제공하여, 상기 전이금속 입자, 및 상기 전이금속 산화물 입자를 제거하고, 상기 단원자 구조의 촉매를 잔존시키는 단계를 포함하는, 단원자 촉매 구조체의 제조 방법
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제5 항에 있어서,상기 제2 식각 용액은 산성 용액을 포함하는 탄소 단원자 촉매의 제조 방법
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3차원 다공성 탄소 구조체; 및상기 3차원 다공성 탄소 구조체 내에 도핑된 단원자 구조의 촉매를 포함하되,상기 단원자 구조의 촉매는 전이금속, 질소, 및 탄소를 포함하는 단원자 촉매 구조체
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제7 항에 있어서,상기 단원자 구조의 촉매는,상기 전이금속 원소에 3 개 이상의 상기 질소 원소가 각각 결합되며,상기 전이금속 원소에 결합된 상기 질소 원소는, 상기 3차원 다공성 탄소 구조체의 복수의 탄소와 헤테로 고리를 형성하는 것을 포함하는, 단원자 촉매 구조체
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제7 항에 있어서,상기 단원자 구조의 촉매는, 실리콘을 더 포함하되,상기 전이금속 원소에 3 개 이상의 질소 원소 및 하나 이상의 실리콘 원소가 각각 결합되며,상기 전이금속 원소에 결합된 상기 질소 원소 및 상기 실리콘 원소는, 상기 3차원 다공성 탄소 구조체의 복수의 탄소와 헤테로 고리를 형성하는 것을 포함하는, 단원자 촉매 구조체
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제7 항에 있어서,상기 단원자 촉매 구조체는,XRD분석에서, 전이금속 입자 및 전이금속 산화물 입자에 대응하는 피크가 나타나지 않는 것을 포함하는, 단원자 촉매 구조체
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제7 항 내지 제10 항에 따른 상기 단원자 촉매 구조체를 포함하는 공기극(cathode) 전극
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제7 항 내지 제10 항에 따른 상기 단원자 촉매 구조체를 포함하는 연료전지
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