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박막 전해질을 형성하기 위한 기공 경사 구조를 갖는 고체 산화물 연료전지 및 그 제조 방법

  • 기술번호 : KST2014036516
  • 담당센터 : 서울동부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-2155-3662
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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 다공성 지지체 위에 약 2 마이크론 이하의 박막 전해질을 형성하기 위하여 다공성 지지체에서부터 박막 전해질에 이르기까지 기공 크기가 점차 작아지는 경사 구조를 갖는 고체 산화물 연료 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 이를 위해, 본 발명은 다공성 지지체와; 치밀질 전해질 박막과; 상기 다공성 지지체와 상기 치밀질 전해질 박막 사이에 형성되며, 금속산화물 나노분말들이 분산되어 있는 금속산화물 졸의 도포막으로서, 상기 치밀질 전해질 박막과 맞닿는 표면에서의 기공이 상기 다공성 지지체의 기공 크기 및 상기 치밀질 전해질 박막의 두께보다 작은 나노 크기를 갖는 나노기공성 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지 및 그 제조 방법을 제공한다. 고체 산화물 연료 전지, 박막 전해질, 경사 구조, 다공성 지지체, 금속산화물, 나노분말, 금속산화물 졸
Int. CL B82Y 40/00 (2011.01) C08J 9/22 (2006.01) H01M 8/12 (2006.01) H01M 8/02 (2006.01)
CPC H01M 8/1213(2013.01) H01M 8/1213(2013.01) H01M 8/1213(2013.01) H01M 8/1213(2013.01) H01M 8/1213(2013.01) H01M 8/1213(2013.01) H01M 8/1213(2013.01) H01M 8/1213(2013.01) H01M 8/1213(2013.01) H01M 8/1213(2013.01)
출원번호/일자 1020090023390 (2009.03.19)
출원인 한국과학기술연구원
등록번호/일자 10-1041934-0000 (2011.06.09)
공개번호/일자 10-2010-0104761 (2010.09.29) 문서열기
공고번호/일자 (20110616) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2009.03.19)
심사청구항수 19

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술연구원 대한민국 서울특별시 성북구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 손지원 대한민국 서울 성북구
2 이해원 대한민국 서울특별시 동대문구
3 이종호 대한민국 서울특별시 광진구
4 노호성 대한민국 서울특별시 동대문구
5 김종철 대한민국 대구광역시 수성구
6 다사리하리 인도 서울특별시 성북구
7 오은옥 대한민국 인천광역시 남구
8 김형철 대한민국 서울 성북구
9 김혜령 대한민국 서울 성북구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 박장원 대한민국 서울특별시 강남구 강남대로 ***, *층~*층 (논현동, 비너스빌딩)(박장원특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술연구원 서울특별시 성북구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2009.03.19 수리 (Accepted) 1-1-2009-0165493-78
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2009.09.14 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2009.10.12 수리 (Accepted) 9-1-2009-0055590-50
4 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2009.12.15 수리 (Accepted) 4-1-2009-5247056-16
5 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2010.10.21 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2010-0469766-49
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2010.11.19 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2010-0758747-36
7 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2010.11.19 수리 (Accepted) 1-1-2010-0758741-63
8 등록결정서
Decision to grant		 2011.05.31 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2011-0298333-62
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.02.19 수리 (Accepted) 4-1-2014-5022002-69
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
수 ㎛ 크기의 기공을 포함하는 다공성 지지체와; 두께가 1 ㎛ 이하인 치밀질 전해질 박막과; 상기 다공성 지지체와 상기 치밀질 전해질 박막 사이에 형성되며, 금속산화물 나노분말들이 분산되어 있는 금속산화물 졸의 도포막으로서, 상기 치밀질 전해질 박막과 맞닿는 표면에서의 기공이 상기 다공성 지지체의 기공 크기 및 상기 치밀질 전해질 박막의 두께보다 작은 나노 크기를 갖는 나노기공성 층을 포함하고; 상기 금속산화물 나노분말들은 제1 금속산화물과, 상기 제1 금속산화물과 이종(異種)인 제2 금속산화물의 복합 나노분말들이고, 상기 나노기공성 층은 상기 제1 금속산화물과, 상기 제2 금속산화물이 환원된 금속의 서멧 (cermet) 복합체들을 포함하여 이루어진 것이고, 상기 제1 금속산화물은, 상기 금속의 응집을 방지하도록, 서로 연결되어 구조적 지지체로서의 골격 (skeleton)을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지
2 2
제1항에 있어서, 상기 치밀질 전해질 박막과 맞닿는 상기 나노기공성 층 표면에서의 평균 기공 크기는 20~500 ㎚인 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지
3 3
삭제
4 4
삭제
5 5
제1항에 있어서, 상기 제1 금속산화물은 이트리아 안정화 지르코니아 (yittria stabilized zirconia; YSZ), 스칸디아 안정화 지르코니아 (scandia-stabilized zirconia; ScSZ), 가돌리아 도핑 세리아 (gadolia-doped ceria; GDC), 사마리아 도핑 세리아 (samaria-doped ceria; SDC), 스트론튬 망간 도핑 란타늄 갈레이트 (strontium manganese-doped lanthanum galate; LSGM) 및 은 이트리아 도핑 비스무스 산화물 (silver yttria-doped bismuth oxide; YDB)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나이고, 상기 제2 금속산화물이 환원된 상기 금속은 니켈 (Ni), 루테늄 (Ru), 팔라듐 (Pd), 로듐 (Rd), 플래티넘 (Pt) 및 이들 각각의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지
6 6
제1항에 있어서, 상기 나노기공성 층은 이온 전도성을 갖는 금속산화물들을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지
7 7
제6항에 있어서, 상기 금속산화물 졸은 1종 이상의 금속산화물 전구체들이 용해되어 있는 염 용액에 상기 금속산화물 나노분말들이 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지
8 8
제7항에 있어서, 상기 나노기공성 층은 상기 금속산화물 나노분말들의 소결 입자들과, 상기 금속산화물 전구체들의 석출에 의해 형성되고 상기 소결 입자들보다 미세한 크기를 가지며 상기 소결 입자들과 동종 또는 이종의 금속산화물들을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지
9 9
제6항에 있어서, 상기 금속산화물들은 이트리아 안정화 지르코니아 (yittria stabilized zirconia; YSZ), 스칸디아 안정화 지르코니아 (scandia-stabilized zirconia; ScSZ), 가돌리아 도핑 세리아 (gadolia-doped ceria; GDC), 사마리아 도핑 세리아 (samaria-doped ceria; SDC), 스트론튬 망간 도핑 란타늄 갈레이트 (strontium manganese-doped lanthanum galate; LSGM) 및 은 이트리아 도핑 비스무스 산화물 (silver yttria-doped bismuth oxide; YDB)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지
10 10
제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 나노기공성 층은 단층 구조를 가지거나, 혹은 상기 치밀질 전해질 박막 쪽으로 갈수록 층별로 기공 크기가 작아지는 2층 이상의 다층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지
11 11
제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 다공성 지지체는 단층 구조를 가지거나, 혹은 상기 나노기공성 층 쪽으로 갈수록 층별로 기공 크기가 작아지는 2층 이상의 다층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지
12 12
제1항에 있어서, 상기 나노기공성 층은 상기 치밀질 전해질 박막 쪽으로 갈수록 층별로 기공 크기가 작아지는 2층 이상의 다층 구조를 가지며, 상기 다층 구조 중 적어도 상기 다공성 지지체와 접촉하는 층은 금속과 이온 전도성 금속산화물의 서멧 (cermet) 복합체들을 포함하여 이루어지고, 상기 다층 구조 중 적어도 상기 치밀질 전해질 박막과 접촉하는 층은 이온 전도성 금속산화물들을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지
13 13
금속산화물 나노분말들이 분산되어 있는 금속산화물 졸을 준비하는 단계와; 다공성 지지체 위에 상기 금속산화물 졸을 도포하여 나노기공성 층을 형성하는 단계와; 상기 나노기공성 층 위에 치밀질 전해질 박막을 형성하는 단계와; 상기 나노기공성 층 및 상기 치밀질 전해질 박막을 소결하는 단계를 포함하며, 상기 치밀질 전해질 박막과 맞닿는 상기 나노기공성 층 표면에서의 기공이 상기 다공성 지지체의 기공 크기 및 상기 치밀질 전해질 박막의 두께보다 작은 나노 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지의 제조 방법
14 14
제13항에 있어서, 상기 치밀질 전해질 박막과 맞닿는 상기 나노기공성 층 표면에서의 평균 기공 크기는 20~500 ㎚인 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지의 제조 방법
15 15
제13항에 있어서, 상기 나노기공성 층은 정전 분무법 (electrostatic spray deposition; ESD), 가압 분무법 (pressurized spray deposition; PSD), 분무 열 분해법 (spray pyrolysis)과 같은 분무법, 스핀 코팅법 및 딥핑법 (dipping) 중 어느 한 방법 또는 둘 이상 방법의 조합에 의해 도포되는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지의 제조 방법
16 16
제13항에 있어서, 상기 금속산화물 나노분말들은 이온 전도성 제1 금속산화물과, 상기 제1 금속산화물과 이종(異種)인 제2 금속산화물의 복합 나노분말들이며, 상기 소결 단계 이후에 상기 나노기공성 층을 환원 처리하여, 상기 제2 금속산화물에서 산소를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지의 제조 방법
17 17
제16항에 있어서, 상기 금속산화물 나노분말들은, 글리신-나이트레이트 법으로 합성한 상기 제1 금속산화물과 상기 제2 금속산화물의 복합 분말들을 고에너지 밀로 분쇄하여 얻은 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지의 제조 방법
18 18
제13항에 있어서, 상기 금속산화물 졸은 1종 이상의 금속산화물 전구체들이 용해되어 있는 염 용액에 이온 전도성을 갖는 상기 금속산화물 나노분말들을 분산시켜 얻는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지의 제조 방법
19 19
제18항에 있어서, 상기 금속산화물 졸의 총 중량 대비 상기 금속산화물 나노분말들의 중량 비율이 다른 복수의 금속산화물 졸을 준비하고, 상기 다공성 지지체 위에 상기 복수의 금속산화물 졸 각각을 상기 금속산화물 나노분말들의 중량 비율이 큰 순서대로 도포 및 건조하는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지의 제조 방법
20 20
제13항 또는 제19항에 있어서, 1종 이상의 금속산화물 전구체들이 용해되어 있는 전해질용 염 용액을 준비하고, 상기 나노기공성 층 위에 상기 전해질용 염 용액을 도포하여 상기 치밀질 전해질 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지의 제조 방법
21 21
제13항에 있어서, 상기 소결 온도는 1000~1200 ℃인 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료 전지의 제조 방법
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7 WO2010107228 WO 세계지적재산권기구(WIPO) FAMILY

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