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탄소 지지체;상기 탄소 지지체 상에 결합된 다공성 몰리브덴 탄화물 나노입자;상기 다공성 몰리브덴 탄화물 나노입자 상에 단원자, 클러스터(cluster) 또는 이들이 혼재된 상태로 분산되어 담지된 귀금속 촉매; 및상기 탄소 지지체 사이에 형성된 복수의 메조기공;을 포함하는 귀금속 단원자, 클러스터-다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 복합체로서, 상기 귀금속 촉매는 원자규모구조로 동적 배치되어 상기 다공성 몰리브덴 탄화물 나노입자 상에 선택적으로 결합된 것인 귀금속 단원자, 클러스터-다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 나노복합체
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제1항에 있어서,상기 다공성 몰리브덴 탄화물 나노입자는 α-MoC, β-Mo2C 또는 이들의 혼합물인 것인 귀금속 단원자, 클러스터-다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 나노복합체
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제1항에 있어서,상기 귀금속 촉매는 Pt, Ir, Pd, Rh 및 Ru로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속인 것인 귀금속 단원자, 클러스터-다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 나노복합체
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제1항에 있어서,상기 귀금속 촉매의 로딩량은 상기 귀금속 단원자, 클러스터-다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 나노복합체 100 중량%에 대하여 0
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제1항에 있어서,상기 귀금속 단원자, 클러스터-다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 나노복합체는 기공 부피가 0
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제1항에 있어서,상기 귀금속 단원자, 클러스터-다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 나노복합체는 BET 표면적이 190 내지 600 m2/g인 것인 귀금속 단원자, 클러스터-다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 나노복합체
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제1항의 귀금속 단원자, 클러스터-다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 나노복합체를 포함하는 수소생성반응용 촉매
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제1항의 귀금속 단원자, 클러스터-다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 나노복합체를 포함하는 수소산화반응용 촉매
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제7항의 촉매를 포함하는 전극
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제8항의 촉매를 포함하는 전극
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제9항의 전극, 상대전극 및 전해질 또는 이온화 액체를 포함하는 수소생성장치
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제10항의 전극, 상대전극 및 전해질 또는 이온화 액체를 포함하는 수소환원장치
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(a) 용매에 양친성 블록공중합체, 몰리브덴 전구체, 탄소 전구체, 유기 고분자 및 귀금속 촉매 전구체를 혼합하는 혼합용액을 제조하는 단계;(b) 상기 혼합용액으로부터 용매를 제거하여 증발유도 자가조립(evaporation-induced self-assembly, EISA)시켜 상기 양친성 블록공중합체의 친수성 고분자에 몰리브덴 전구체, 탄소 전구체, 유기 고분자 및 귀금속 촉매 전구체가 분산된 복합체를 제조하는 단계;(c) 상기 (b) 단계의 복합체를 불활성 가스 분위기 하에 1차 열처리하여 상기 양친성 블록공중합체가 제거되면서 메조기공을 형성하여 다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 복합 지지체에 귀금속 촉매가 분산된 복합체를 제조하는 단계;(d) 상기 1차 열처리된 복합체를 불활성 가스 및 산소 가스 혼합 분위기 하에 2차 열처리하여 상기 다공성 몰리브덴 탄화물의 최외각 전자구조를 변화시키는 단계; 및(e) 상기 2차 열처리된 복합체를 불활성 가스 분위기 하에서 3차 열처리하여 상기 다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 복합 지지체 상에 귀금속 촉매가 단원자, 클러스터(cluster) 또는 이들이 혼재된 상태로 재분산되어 결합된 귀금속 단원자, 클러스터-다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 나노복합체를 제조하는 단계;를 포함하고,상기 귀금속 촉매는 원자규모구조로 동적 배치되어 상기 귀금속 단원자, 클러스터-다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 나노복합체의 다공성 몰리브덴 탄화물 나노입자 상에 선택적으로 결합된 것인 귀금속 단원자, 클러스터-다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 나노복합체의 제조방법
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(a) 용매에 양친성 블록공중합체, 몰리브덴 전구체, 탄소 전구체 및 유기 고분자를 혼합하는 혼합용액을 제조하는 단계;(b) 상기 혼합용액으로부터 용매를 제거하여 증발유도 자가조립(evaporation-induced self-assembly, EISA)시켜 상기 양친성 블록공중합체의 친수성 고분자에 몰리브덴 전구체, 탄소 전구체 및 유기 고분자가 분산된 복합체를 제조하는 단계;(c) 상기 (b) 단계의 복합체를 불활성 가스 분위기 하에 1차 열처리하여 상기 양친성 블록공중합체가 제거되면서 메조기공을 형성하여 다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 복합 지지체를 제조하는 단계;(d) 상기 1차 열처리된 다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 복합 지지체를 불활성 가스 및 산소 가스 혼합 분위기 하에 2차 열처리하여 상기 다공성 몰리브덴 탄화물의 최외각 전자구조를 변화시키는 단계;(e) 상기 2차 열처리된 다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 복합 지지체를 포함한 분산용액에 귀금속 촉매 전구체 용액을 분산시킨 후 습식 함침법에 의해 귀금속 촉매 전구체를 상기 다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 복합 지지체에 담지시키는 단계; 및(f) 상기 귀금속 촉매 전구체가 담지된 다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 지지체를 3차 열처리하여 상기 다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 복합 지지체 상에 귀금속 촉매가 단원자, 클러스터(cluster) 또는 이들이 혼재된 상태로 재분산되어 결합된 귀금속 단원자, 클러스터-다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 나노복합체를 제조하는 단계;를 포함하고,상기 (f) 단계는 상기 귀금속 촉매는 원자규모구조로 동적 배치되어 상기 다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 나노복합체의 몰리브덴 탄화물 나노입자 상에 선택적으로 결합된 것인 귀금속 단원자, 클러스터-다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 나노복합체의 제조방법
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제13항 또는 제14항에 있어서,상기 양친성 블록공중합체는 폴리에틸렌옥사이드-블록-폴리스타이렌 블록공중합체(poly(ethylene oxide)-b-poly(styrene)), 폴리에틸렌옥사이드-블록-폴리메틸메타크리레이트 블록공중합체(poly(ethylene oxide)-b-poly(methyl methacrylate)), 폴리아이소프렌-블록-폴리에틸렌옥사이드 블록공중합체(poly(isoprene)-b-poly(ethylene oxide)), 폴리아이소프렌-블록-폴리스타이렌-블록-폴리에틸렌옥사이드 블록공중합체(polye(isoprene)-b-poly(styrene)-b-poly(ethylene oxide)), 폴리(4-터트-부틸)스티렌-블록-폴리에틸렌옥사이드(poly(4-tert-butyl)styrene-block-polyethylene oxide) 및 플루로닉(Pluronic)계 상용 블록공중합체(P123, F127, F108)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 귀금속 단원자, 클러스터-다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 나노복합체의 제조방법
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제13항 또는 제14항에 있어서,상기 귀금속 촉매 전구체는 Pt, Ir, Pd, Rh 및 Ru로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속을 포함한 전구체인 것인 귀금속 단원자, 클러스터-다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 나노복합체의 제조방법
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제13항 또는 제14항에 있어서,상기 (b) 단계에서 증발유도 자기조립은 40 내지 80 ℃에서 수행하는 것인 귀금속 단원자, 클러스터-다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 나노복합체의 제조방법
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제13항 또는 제14항에 있어서,상기 (b) 단계에서 용매를 제거한 후 90 내지 120 ℃에서 45 내지 52 시간 동안 어닐링(annealing)하여 상기 복합체 내 탄소 전구체 및 유기 고분자를 중합시키는 단계를 추가로 포함하는 것인 귀금속 단원자, 클러스터-다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 나노복합체의 제조방법
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제13항 또는 제14항에 있어서,상기 양친성 블록공중합체는 폴리에틸렌옥사이드-블록-폴리스타이렌 블록공중합체, 폴리에틸렌옥사이드-블록-폴리메틸메타크리레이트 블록공중합체 및 폴리아이소프렌-블록-폴리에틸렌옥사이드 블록공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이고,상기 용매는 테트라하이드로퓨란, 에탄올 또는 이들의 혼합물이고,상기 몰리브덴 전구체는 포스포몰리브데산, 몰리브데닐아세틸아세토네이트 또는 이들의 혼합물이고,상기 탄소 전구체는 페놀-포름알데하이드이고,상기 유기 고분자는 멜라민-포름알데하이드이고,상기 귀금속 촉매는 Pt, Rh 또는 이들의 혼합물이고,상기 (b) 단계에서 증발유도 자기조립은 45 내지 60 ℃에서 수행하고,상기 (b) 단계에서 용매를 제거한 후 90 내지 120 ℃에서 45 내지 52 시간 동안 어닐링(annealing)하여 상기 복합체 내 탄소 전구체 및 유기 고분자를 중합시키는 단계를 추가로 포함하고,상기 1차 열처리 온도는 630 내지 780 ℃이고,상기 2차 열처리 온도는 130 내지 160 ℃이고,상기 3차 열처리 온도는 1000 내지 1200 ℃이고,상기 불활성 가스는 각각 아르곤이고,상기 다공성 몰리브덴 탄화물 나노입자는 α-MoC 및 β-Mo2C의 혼합물이고,상기 귀금속 촉매의 로딩량은 상기 귀금속 단원자, 클러스터-다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 나노복합체 100 중량%에 대하여 4 내지 6 중량%이고,상기 귀금속 단원자, 클러스터-다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 나노복합체는 기공 부피가 0
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제19항에 있어서,상기 양친성 블록공중합체는 폴리에틸렌옥사이드-블록-폴리스타이렌 블록공중합체(poly(ethylene oxide)-b-poly(styrene))이고,상기 용매는 테트라하이드로퓨란이고,상기 몰리브덴 전구체는 포스포몰리브데산이고,상기 탄소 전구체는 페놀-포름알데하이드이고,상기 유기 고분자는 멜라민-포름알데하이드이고,상기 귀금속 촉매는 Pt이고,상기 (b) 단계에서 증발유도 자기조립은 48 내지 53 ℃에서 수행하고,상기 (b) 단계에서 용매를 제거한 후 90 내지 120 ℃에서 45 내지 52 시간 동안 어닐링(annealing)하여 상기 복합체 내 탄소 전구체 및 유기 고분자를 중합시키는 단계를 추가로 포함하고,상기 1차 열처리 온도는 670 내지 720 ℃이고,상기 2차 열처리 온도는 145 내지 155 ℃이고,상기 3차 열처리 온도는 1050 내지 1150 ℃이고,상기 불활성 가스는 각각 아르곤이고,상기 다공성 몰리브덴 탄화물 나노입자는 α-MoC 및 β-Mo2C의 혼합물이고,상기 귀금속 촉매의 로딩량은 상기 귀금속 단원자, 클러스터-다공성 몰리브덴 탄화물/탄소 나노복합체 100 중량%에 대하여 4
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