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백금-니켈 합금을 포함하는 중공형 나노입자, 이를 포함하는 연료전지용 전극촉매 및 이의 제조방법

  • 기술번호 : KST2015122303
  • 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 속이 빈 구조를 가지는 백금-니켈 합금 나노입자의 합성과 그 제조방법. 이로부터 제조된 향상된 성능을 가진 연료전지용 전극촉매에 관한 것이다.본 발명의 여러 구현예에 따라서 금속 전구체의 환원속도 차이를 이용하면, 두 가지 이상의 금속 전구체, 탄소 담지체가 함께 교반된 상태에서 환원제를 넣어 단일용기 합성, 단일공정 합성이 가능하다. 또한, 이성분계 이상의 중공형 구조를 가진 합금 나노입자의 합성이 가능하다. 또한, 입자의 크기와 형태를 제어하기 위해 필요한 계면활성제와 안정제 없이도 니켈 전구체의 양을 조절하여 크기를 제어할 수 있다. 또한, 중공형 구조의 백금-니켈 합금 나노 입자가 가진 고유의 특징으로 인해 산소환원반응의 성능이 향상되고, 촉매의 내구성이 향상된다.
Int. CL H01M 4/92 (2006.01) B01J 23/42 (2006.01) B01J 31/12 (2006.01)
CPC B01J 37/16(2013.01) B01J 37/16(2013.01) B01J 37/16(2013.01) B01J 37/16(2013.01) B01J 37/16(2013.01) B01J 37/16(2013.01)
출원번호/일자 1020120118196 (2012.10.24)
출원인 한국과학기술연구원
등록번호/일자 10-1458068-0000 (2014.10.29)
공개번호/일자 10-2014-0052271 (2014.05.07) 문서열기
공고번호/일자 (20141106) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2012.10.24)
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 유성종 대한민국 서울 중구
2 장종현 대한민국 서울 노원구
3 김형준 대한민국 경기 수원시 영통구
4 임태훈 대한민국 서울 송파구
5 임윤택 대한민국 전북 전주시 완산구
6 배성종 대한민국 전북 전주시 덕진구
7 김수길 대한민국 서울 성북구
8 최정훈 대한민국 전라북도 고창군
9 남기석 대한민국 전북 전주시 완산구
10 김필 대한민국 전북 전주시 완산구
11 남석우 대한민국 서울 동대문구

대리인

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

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		 2012.10.24 수리 (Accepted) 1-1-2012-0865306-72
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2013.07.31 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2013.10.10 수리 (Accepted) 9-1-2013-0081087-88
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2014.01.10 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2014-0021599-85
5 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2014.01.13 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2014-0031783-12
6 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2014.01.13 수리 (Accepted) 1-1-2014-0031768-37
7 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.02.19 수리 (Accepted) 4-1-2014-5022002-69
8 최후의견제출통지서
Notification of reason for final refusal		 2014.07.24 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2014-0502900-30
9 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2014.08.05 수리 (Accepted) 1-1-2014-0741934-29
10 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2014.08.05 보정승인 (Acceptance of amendment) 1-1-2014-0741939-57
11 등록결정서
Decision to grant		 2014.10.28 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2014-0733920-05
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
(a) 백금(Pt) 전구체, 백금 이외 금속의 전구체, 담지체, 분산매를 포함하는 현탁액을 제조하는 단계;(b) 상기 현탁액에 대해 환원 반응을 수행하는 단계;(c) 상기 환원 반응의 결과액에 후처리를 수행하는 단계를 포함하는 연료전지용 촉매의 제조방법으로서;상기 (c) 단계의 후처리는 상기 환원 반응의 결과액에 산처리를 수행함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료전지용 촉매의 제조방법
2 2
제1항에 있어서, 상기 백금(Pt) 전구체는 아민(NH3) 리간드를 포함하는 백금(Pt) 전구체인 것을 특징으로 하는 연료전지용 촉매의 제조방법
3 3
제2항에 있어서, 상기 백금(Pt) 전구체는 클로로 테트라아민 플래티넘(dichloro tetraamine platinum: [Pt(NH3)4Cl2]), 디클로로 테트라아민 플래티넘 하이드레이트(dichloro tetraamine platinum Hydrate: [Pt(NH3)4Cl2·xH2O]), 테트라아민 플래티넘 하이드록사이드 하이드레이트(tetraamine platinum(II) hydroxide hydrate: [Pt(NH3)4(OH)2·xH2O]), 테트라아민 플래티넘(II) 나이트레이트(tetraamine platinum(II) nitrate: [Pt(NH3)4(NO3)2]), 비스-에틸렌디아민 플래티넘(II) 클로라이드(bis(ethylenediamine)platinum(II) chloride: [(H2NCH2CH2NH2)2PtCl2]), 및 이들 2종 이상의 혼합물 중에 선택되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 촉매의 제조방법
4 4
제1항에 있어서, 상기 백금 이외 금속의 전구체는 이리듐(Ir) 전구체, 팔라듐(Pd) 전구체, 루테늄(Ru) 전구체, 니켈(Ni) 전구체, 코발트(Co) 전구체, 구리(Cu) 전구체, 철(Fe) 전구체 및 이들 2종 이상의 금속 전구체 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 촉매의 제조방법
5 5
제4항에 있어서, 상기 백금 이외 금속의 전구체는 (i) 니켈(Ni) 전구체만으로 구성되거나, 또는 (ii) 이리듐(Ir) 전구체, 팔라듐(Pd) 전구체, 루테늄(Ru) 전구체, 코발트(Co) 전구체, 구리(Cu) 전구체, 철(Fe) 전구체 및 이들 2종 이상의 금속 전구체와 니켈(Ni) 전구체와의 혼합물인 것을 특징으로 하는 연료전지용 촉매의 제조방법
6 6
제5항에 있어서, 상기 니켈(Ni) 전구체는 니켈 클로라이드(nickel chloride: [NiCl2]), 니켈 클로라이드 하이드레이트(nickel chloride hydrate: [NiCl2·xH2O]), 니켈 나이트레이트(nickel nitrate: [Ni(NO3)2]), 니켈 나이트레이트 하이드레이트(nickel nitrate: [Ni(NO3)2·xH2O]), 니켈 설페이트(nickel sulfate: [NiSO4]), 니켈 설페이트 하이드레이트(nickel sulfate hydrate: [NiSO4x·H2O]) 및 이들 2종 이상의 혼합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 촉매의 제조방법
7 7
제1항에 있어서, 상기 담지체가 탄소계 담지체인 것을 특징으로 하는 연료전지용 촉매의 제조방법
8 8
제7항에 있어서, 상기 탄소계 담지체가 카본블랙(carbon black), 케첸블랙(Ketjen black), 탄소나노튜브(carbon nano tube), 카본나노파이버(carbon nano fiber), 그래파이트 카본, 그래핀(graphene), 그래핀 옥사이드 및 이들 2종 이상의 혼합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 촉매의 제조방법
9 9
제1항에 있어서, 상기 분산매는 물 또는 알코올 수용액이고;상기 알코올 수용액은 물 100 부피%를 기준으로 알코올이 1-50 부피% 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 연료전지용 촉매의 제조방법
10 10
제1항에 있어서, 상기 현탁액은 상기 백금(Pt) 100 중량부 및 상기 백금 이외 금속 1-300 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 촉매의 제조방법
11 11
제1항에 있어서, 상기 연료전지용 촉매 100 중량부에 상기 백금(Pt) 및 상기 백금 이외 금속의 합금이 5-60 중량부 담지되어 있는 것을 특징으로 하는 연료전지용 촉매의 제조방법
12 12
제1항에 있어서, 상기 (b) 단계의 환원 반응은 NaBH4, Na(BH3CN), LiBH4, N2H4, AlBH4, LiAlH4 및 이들 2종 이상의 혼합물 중에서 선택된 환원제를 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 촉매의 제조방법
13 13
삭제
14 14
제1항에 있어서, 상기 산처리는 pH를 0
15 15
(a) 백금(Pt)과 백금 이외의 금속의 합금을 포함하는 중공형 나노입자 및 (b) 상기 중공형 나노입자가 담지되어 있는 담지체로 이루어진 연료전지용 촉매로서,상기 백금 이외의 금속은 이리듐(Ir), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 니켈(Ni), 코발트(Co), 구리(Cu), 철(Fe) 및 이들 2종 이상의 금속 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 촉매
16 16
제15항에 있어서, 상기 백금 이외의 금속은 (i) 니켈(Ni)이거나 또는 (ii) 이리듐(Ir), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 코발트(Co), 구리(Cu), 철(Fe) 및 이들 2종 이상의 금속과 니켈(Ni)인 것을 특징으로 하는 연료전지용 촉매
17 17
제16항에 있어서, 중공형 나노입자는 (i) 백금(Pt) 고함유 표면층 및 (ii) 백금(Pt)과 백금(Pt) 이외 금속의 합금의 내부층으로 이루어진 비다공층(non-porous) 쉘로 이루어진 구조이고;상기 백금(Pt) 고함유 표면층은 EDX (Energy Dispersive X-ray microanalysis) 또는 XPS (X-ray photoelectron spectroscopy)로 측정하였을 때 백금(Pt)과 백금(Pt) 이외 금속의 함유 비율이 몰비로 0
18 18
제17항에 있어서, 상기 중공형 나노입자는 상기 백금(Pt) 100 중량부 및 상기 백금 이외 금속 1-300 중량부를 포함하고;상기 연료전지용 촉매 100 중량부에 상기 백금(Pt) 및 상기 백금 이외 금속의 합금 5-60 중량부가 담지되어 있는 것을 특징으로 하는 연료전지용 촉매
19 19
제18항에 있어서, 상기 담지체는 카본블랙(carbon black), 케첸블랙(Ketjen black), 탄소나노튜브(carbon nano tube), 카본나노파이버(carbon nano fiber), 그래파이트 카본, 그래핀(graphene), 그래핀 옥사이드 및 이들 2종 이상의 혼합물 중에서 선택된 탄소계 담지체인 것을 특징으로 하는 연료전지용 촉매
20 20
제19항에 있어서, 연료전지용 촉매는 상기 제1항 내지 제12항 및 제14항 중 어느 한 항에 따라 제조된 것을 특징으로 하는 연료전지용 촉매
지정국 정보가 없습니다
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 교육과학기술부 한국과학기술연구원 기초기술연구회사업 고온PEMFC 핵심소재의 고성능/고내구 메커니즘 규명 및 개발