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수전해용 막 전극 접합체, 이를 포함하는 수전해 전지 및 상기 수전해용 막 전극 접합체의 제조방법

  • 기술번호 : KST2023010338
  • 담당센터 : 서울동부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-2155-3662
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 수전해용 막 전극 접합체, 이를 포함하는 수전해 전지 및 상기 수전해용 막 전극 접합체의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 수전해용 막 전극 접합체의 음이온 교환막은 고분자 아릴 에테르 결합이 없는 안정한 주쇄와 높은 화학적 안정성을 보이는 피페리디늄 및 기계적 물성이 우수한 페닐계 블록이 도입되어 알칼리 안정성과 가공성이 향상되고 기계적 물성이 우수하여 향상된 내구성을 나타낼 수 있다. 이에 상기 수전해용 막 전극 접합체는 수전해에 적용되어 우수한 전류 밀도, 낮은 저항 및 향상된 수명 특성을 나타낼 수 있다.
Int. CL C25B 9/23 (2021.01.01) C25B 13/08 (2006.01.01) C25B 11/075 (2021.01.01) C25B 11/091 (2021.01.01) C25B 11/089 (2021.01.01) C25B 1/04 (2022.01.01) C08J 5/22 (2006.01.01)
CPC C25B 9/23(2013.01) C25B 13/08(2013.01) C25B 11/075(2013.01) C25B 11/091(2013.01) C25B 11/089(2013.01) C25B 1/04(2013.01) C08J 5/2256(2013.01)
출원번호/일자 1020220057704 (2022.05.11)
출원인 한국과학기술연구원, 한양대학교 산학협력단
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2023-0158243 (2023.11.20) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 공개
심사진행상태 수리
심판사항
구분 국내출원/신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2022.05.11)
심사청구항수 26

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술연구원 대한민국 서울특별시 성북구
2 한양대학교 산학협력단 대한민국 서울특별시 성동구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 이소영 서울특별시 성북구
2 김형준 서울특별시 성북구
3 백새얀 서울특별시 성북구
4 이주연 서울특별시 성북구
5 이영무 서울특별시 서초구
6 첸난준 서울특별시 성동구
7 박종형 서울특별시 성동구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인충현 대한민국 서울특별시 서초구 동산로 **, *층(양재동, 베델회관)

최종권리자

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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2022.05.11 수리 (Accepted) 1-1-2022-0499154-33
2 [출원서 등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment
2022.05.18 수리 (Accepted) 1-1-2022-0525782-41
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번호 청구항
1 1
제1 중합체를 포함하는 음이온 교환막;상기 음이온 교환막 일면에 위치하는 캐소드; 및상기 음이온 교환막 타면에 위치하는 애노드;를 포함하고,상기 제1 중합체는 하기 화학식 1 내지 화학식 5로 표현되는 반복단위 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 수전해용 막 전극 접합체
2 2
제1항에 있어서, 상기 제1 중합체는 상기 화학식 1로 표현되는 반복단위를 포함하고, 상기 화학식 1에서 상기 m:n는 80:20 내지 95:5인 것을 특징으로 하는 수전해용 막 전극 접합체
3 3
제1항에 있어서, 상기 제1 중합체는 상기 화학식 2로 표현되는 반복단위를 포함하고, 상기 화학식 2에서 상기 x:100-x는 70:30 내지 97:3이고, 상기 제1 중합체의 가교도는 1% 내지 30%인 것을 특징으로 하는 수전해용 막 전극 접합체
4 4
제1항에 있어서, 상기 제1 중합체는 상기 화학식 3 내지 5로 표현되는 반복단위 중 1종 이상을 포함하고, 상기 화학식 3 내지 5에서 x:y는 20:80 내지 80:20인 것을 특징으로 하는 수전해용 막 전극 접합체
5 5
제1항에 있어서, 상기 캐소드 및 상기 애노드는 각각 독립적으로 백금, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 오스뮴 및 이리듐으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 수전해용 막 전극 접합체
6 6
제1항에 있어서, 상기 애노드 및 상기 캐소드는 각각 독립적으로 Ni-Fe, Ni-Fe2O4, Ni-Mo, Fe-NiMo-NH3, NiMoNH3, Ni, Mn, Co, Cr, Sn, Zn, Cr 및 Ce로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비백금족 금속계 촉매를 포함하는 것을 특징으로 하는 수전해용 막 전극 접합체
7 7
제1항에 있어서, 상기 제1 중합체는 하기 화학식 6으로 표현되는 반복단위를 갖는 것을 특징으로 하는 수전해용 막 전극 접합체
8 8
제1항에 있어서, 상기 제1 중합체는 하기 화학식 7로 표현되는 반복단위를 갖는 것을 특징으로 하는 수전해용 막 전극 접합체
9 9
제1항에 있어서, 상기 캐소드는 제2 중합체를 포함하는 캐소드 이오노머를 포함하고,상기 애노드는 제3 중합체를 포함하는 애노드 이오노머를 포함하고,상기 제2 내지 제3 중합체는 각각 독립적으로 상기 화학식 1로 표현되는 반복단위를 갖는 것을 특징으로 하는 수전해용 막 전극 접합체
10 10
제9항에 있어서,상기 제2 중합체는 하기 화학식 8로 표현되는 반복단위를 갖는 것을 특징으로 하는 수전해용 막 전극 접합체
11 11
제9항에 있어서, 상기 캐소드 전체 100 중량%에 대하여 상기 제2 중합체는 24 내지 26 중량%로 포함되고, 상기 애노드 전체 100 중량%에 대하여 상기 제3 중합체는 5 내지 20 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 수전해용 막 전극 접합체
12 12
제9항에 있어서,상기 제1 중합체는 하기 화학식 6 또는 화학식 7로 표현되는 반복단위를 갖는 것이고, 상기 제2 중합체는 하기 화학식 8로 표현되는 반복단위를 갖는 것이고, 상기 제3 중합체는 하기 화학식 9로 표현되는 반복단위를 갖는 것이고,상기 캐소드 전체 100 중량%에 대하여 상기 중합체는 24 내지 26 중량%로 포함되는 것이고, 상기 애노드 전체 100 중량%에 대하여 상기 제3 중합체는 7 내지 15 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 수전해용 막 전극 접합체
13 13
(A) 제1 중합체를 용매에 용해시켜 고분자 용액을 제조하고, 상기 고분자 용액을 기판 위에 캐스팅 및 건조하여 음이온 교환막을 수득하는 단계;(B) 용매 및 캐소드 촉매를 포함하는 캐소드 촉매잉크를 상기 음이온 교환막 일면에 도포 및 건조하여 캐소드를 형성시키는 단계; 및(C) 용매 및 애노드 촉매를 포함하는 애노드 촉매잉크를 상기 음이온 교환막 타면에 도포 및 건조하여 애노드를 형성시키는 단계;를 포함하고,상기 제1 중합체는 하기 화학식 1 내지 화학식 5로 표현되는 반복단위 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 수전해용 막 전극 접합체의 제조방법
14 14
제13항에 있어서, 상기 캐소드 촉매 및 상기 애노드 촉매는 각각 독립적으로 백금, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 오스뮴 및 이리듐으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 수전해용 막 전극 접합체의 제조방법
15 15
제13항에 있어서, 상기 캐소드 촉매 및 상기 애노드 촉매는 각각 독립적으로 Ni-Fe, Ni-Fe2O4, Ni-Mo, Fe-NiMo-NH3, NiMoNH3, Ni, Mn, Co, Cr, Sn, Zn, Cr 및 Ce로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비백금족 금속계 촉매를 포함하는 것을 특징으로 하는 수전해용 막 전극 접합체의 제조방법
16 16
제13항에 있어서, 상기 (A) 단계 이후 상기 음이온 교환막을 NaOH, NaCl 또는 NaCO3 용액에 침지하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수전해용 막 전극 접합체의 제조방법
17 17
제13항에 있어서, 상기 (A) 단계의 건조는 50 내지 200 ℃에서 12 내지 48 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 수전해용 막 전극 접합체의 제조방법
18 18
제13항에 있어서, 상기 (A) 단계의 고분자용액은 전체 100 중량%에 대하여 상기 제1 중합체를 0
19 19
제13항에 있어서, 상기 (B) 단계 및 상기 (C) 단계 건조는 10 내지 100 ℃ 온도에서 12 내지 36 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 수전해용 막 전극 접합체의 제조방법
20 20
제13항에 있어서, 상기 제1 중합체는 하기 화학식 6으로 표현되는 반복단위를 갖는 것을 특징으로 하는 수전해용 막 전극 접합체의 제조방법
21 21
제13항에 있어서, 상기 제1 중합체는 하기 화학식 7로 표현되는 반복단위를 갖는 것을 특징으로 하는 수전해용 막 전극 접합체의 제조방법
22 22
제13항에 있어서,상기 캐소드 촉매잉크는 제2 중합체를 포함하는 캐소드 이오노머를 더 포함하고,상기 애노드 촉매잉크는 제3 중합체를 포함하는 애노드 이오노머를 더 포함하고,상기 제2 내지 제3 중합체는 각각 독립적으로 상기 화학식 1로 표현되는 반복단위를 갖는 것을 특징으로 하는 수전해용 막 전극 접합체의 제조방법
23 23
제22항에 있어서, 상기 제2 중합체는 하기 화학식 8로 표현되는 반복단위를 갖는 것을 특징으로 하는 수전해용 막 전극 접합체의 제조방법
24 24
제22항에 있어서, 상기 캐소드 전체 100 중량%에 대하여 상기 제2 중합체는 24 내지 26 중량%로 포함되고, 상기 애노드 전체 100 중량%에 대하여 상기 제3 중합체는 5 내지 20 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 수전해용 막 전극 접합체의 제조방법
25 25
제22항에 있어서, 상기 제1 중합체는 하기 화학식 6 또는 화학식 7로 표현되는 반복단위를 갖는 것이고, 상기 제2 중합체는 하기 화학식 8로 표현되는 반복단위를 갖는 것이고, 상기 제3 중합체는 하기 화학식 9로 표현되는 반복단위를 갖는 것이고,상기 캐소드 전체 100 중량%에 대하여 상기 제2 중합체는 24 내지 26 중량%로 포함되는 것이고,상기 애노드 전체 100 중량%에 대하여 상기 제3 중합체는 7 내지 15 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 수전해용 막 전극 접합체의 제조방법
26 26
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 수전해용 막 전극 접합체를 포함하는 수전해 전지
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
순번, 연구부처, 주관기관, 연구사업, 연구과제의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 국가R&D 연구정보 정보 표입니다.
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