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전이금속 질화물-탄소 촉매복합체, 이의 제조방법, 상기 전이금속 질화물-탄소 촉매복합체를 포함하는 연료전지용 전극촉매, 상기 전극촉매를 포함하는 연료전지

  • 기술번호 : KST2022002544
  • 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 전이금속 질화물-탄소 촉매복합체, 이의 제조방법, 상기 전이금속 질화물-탄소 촉매복합체를 포함하는 연료전지용 전극촉매, 상기 전극촉매를 포함하는 연료전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 본 발명의 전이금속 질화물-탄소 촉매복합체는 탄소 지지체에 고가의 귀금속 대신 비귀금속계 전이금속-매크로사이클 구조체를 흡착시킴으로써 제조원가를 절감할 수 있으며, 활성점이 원자 수준으로 분산되어 이를 전극촉매에 적용 시 산소환원반응 활성 및 구조적 안정성을 현저히 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라 탄소 지지체 및 전구체의 종류와 열처리 조건을 최적화함으로써 제조공정이 간단하며, 활성점의 응집을 방지하고, 촉매 활성점 분산도 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
Int. CL H01M 4/90 (2006.01.01) H01M 4/86 (2006.01.01) H01M 8/083 (2016.01.01)
CPC H01M 4/9083(2013.01) H01M 4/9041(2013.01) H01M 4/9008(2013.01) H01M 4/8663(2013.01) H01M 8/083(2013.01) H01M 2300/0014(2013.01) H01M 2250/20(2013.01) H01M 2250/10(2013.01)
출원번호/일자 1020200108305 (2020.08.27)
출원인 한국과학기술연구원, 전북대학교산학협력단, 재단법인 멀티스케일 에너지시스템 연구단
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2022-0027437 (2022.03.08) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 공개
심사진행상태 수리
심판사항
구분 국내출원/신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2020.08.27)
심사청구항수 16

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술연구원 대한민국 서울특별시 성북구
2 전북대학교산학협력단 대한민국 전라북도 전주시 덕진구
3 재단법인 멀티스케일 에너지시스템 연구단 대한민국 서울특별시 관악구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 유성종 서울특별시 성북구
2 박희영 서울특별시 성북구
3 이소영 서울특별시 성북구
4 박현서 서울특별시 성북구
5 김진영 서울특별시 성북구
6 장종현 서울특별시 성북구
7 김형준 서울특별시 성북구
8 김필 전라북도 전주시 완산구
9 손연선 전라북도 전주시 완산구
10 이지호 전라북도 전주시 완산구
11 김동건 전라북도 전주시 완산구
12 이수진 전라북도 전주시 덕진구

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
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번호, 서류명, 접수/발송일자, 처리상태, 접수/발송일자의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 행정처리 표입니다.
번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2020.08.27 수리 (Accepted) 1-1-2020-0902717-13
2 보정요구서
Request for Amendment		 2020.09.04 발송처리완료 (Completion of Transmission) 1-5-2020-0131854-79
3 [출원서 등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment		 2020.10.05 수리 (Accepted) 1-1-2020-1046916-70
4 [출원서 등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment		 2020.10.06 수리 (Accepted) 1-1-2020-1055125-83
5 보정요구서
Request for Amendment		 2020.10.06 발송처리완료 (Completion of Transmission) 1-5-2020-0147316-46
6 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2021.02.18 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
7 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2021.05.18 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-6-2021-0232089-15
8 특허고객번호 정보변경(경정)신고서·정정신고서
 2021.07.22 수리 (Accepted) 4-1-2021-5199350-79
9 특허고객번호 정보변경(경정)신고서·정정신고서
 2021.11.22 수리 (Accepted) 4-1-2021-5303832-37
10 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2022.03.07 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2022-0179555-68
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
탄소 지지체; 및 상기 탄소 지지체 상에 흡착된 비귀금속계 전이금속-매크로사이클 구조체;를 포함하는 전이금속 질화물-탄소 촉매복합체로서,상기 전이금속 질화물-탄소 촉매복합체는 상기 탄소 지지체 상에 비귀금속계 전이금속-매크로사이클 구조체가 파이-파이(π-π) 결합에 의한 자가정렬을 통해 원자 수준으로 분산된 구조로 흡착된 것인 전이금속 질화물-탄소 촉매복합체
2 2
제1항에 있어서,상기 탄소 지지체는 그래핀 산화물(Graphene oxide), 열박리된 그래핀 산화물(Thermal Exfoliation of Graphene Oxide), 그래핀(Graphene), 카본블랙(Carbon black), 케첸블랙(Ketjen black), 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube), 카본나노파이버(Carbon Nano Fiber) 및 그라파이트 카본으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 전이금속 질화물-탄소 촉매복합체
3 3
제1항에 있어서,상기 비귀금속계 전이금속-매크로사이클 구조체는 포르피린(Porphyrin), 테트라페닐포르피린(Tetraphenylporphyrin), 테트라메톡시페닐포르피린(tetramethoxyphenylporphyrin) 및 프탈로시아닌(Phthalocyanine)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 매크로사이클 화합물에 비귀금속계 전이금속이 배위하는 구조로 이루어진 것인 전이금속 질화물-탄소 촉매복합체
4 4
제3항에 있어서,상기 비귀금속계 전이금속은 Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Ru, Rh, Pd, Sn, W 및 Os로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 전이금속 질화물-탄소 촉매복합체
5 5
제4항에 있어서,상기 비귀금속계 전이금속-매크로사이클 구조체는 철-프탈로시아닌(Fe-phthalocyanine, Fe-PC), 코발트-프탈로시아닌(Co-phthalocyanine, Co-PC), 철/코발트-프탈로시아닌(Fe/Co-phthalocyanine, Fe/Co-PC), 철-테트라메톡시페닐포르피린(Iron(III)-tetramethoxyphenylporphyrin, Fe-TMPP), 코발트-테트라메톡시페닐포르피린(Cobalt(II)-tetramethoxyphenylporphyrin, Co-TMPP) 및 철/코발트-테트라메톡시페닐포르피린(Iron(III)/Cobalt(II)-tetramethoxyphenylporphyrin, Fe/Co-TMPP)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 전이금속 질화물-탄소 촉매복합체
6 6
제1항에 있어서,상기 전이금속 질화물-탄소 촉매복합체는 상기 탄소 지지체 100 중량부에 대하여 비귀금속계 전이금속-매크로사이클 구조체 10 내지 80 중량부를 포함하는 것인 전이금속 질화물-탄소 촉매복합체
7 7
제1항에 있어서,상기 전이금속 질화물-탄소 촉매복합체는 XRD 분석 결과 2θ가 24° 내지 26° 범위에서만 유효 피크를 보이는 것인 전이금속 질화물-탄소 촉매복합체
8 8
제1항 내지 제7항 중에서 선택된 어느 한 항의 전이금속 질화물-탄소 촉매복합체를 포함하는 연료전지용 전극촉매
9 9
제8항의 전극촉매를 포함하는 연료전지
10 10
제9항의 연료전지를 포함하는 장치로서, 상기 장치는 운송장치 또는 에너지저장 장치인 것인 장치
11 11
유기용매에 탄소 지지체 및 비귀금속계 전이금속-매크로사이클 전구체를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및상기 혼합물을 주입가스 하에 열처리하여 전이금속 질화물-탄소 촉매복합체를 제조하는 단계;를 포함하고,상기 전이금속 질화물-탄소 촉매복합체는 상기 탄소 지지체 상에 비귀금속계 전이금속-매크로사이클 구조체가 파이-파이(π-π) 결합에 의한 자가정렬을 통해 원자수준으로 분산된 구조로 흡착된 것인 전이금속 질화물-탄소 촉매복합체의 제조방법
12 12
제11항에 있어서,상기 유기용매는 에탄올(Ethanol), 아세톤(Acetone), 디메틸포름아마이드(Dimethylformamide), 아세토니트릴(Acetonitrile), 아니솔(Anisole), 벤젠(Benzene), 클로로벤젠(Chlorobenzen), 클로로포름(Chloroform), 디메틸아세트아미드(Dimethylacetamide), 메탄올(Methanol), 메틸피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone), 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran) 및 다이메틸 설폭사이드(Dimethyl sulfoxide)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 전이금속 질화물-탄소 촉매복합체의 제조방법
13 13
제11항에 있어서,상기 혼합물을 제조하는 단계는 유기용매에 상기 탄소 지지체 100 중량부에 대하여 비귀금속계 전이금속-매크로사이클 구조체 10 내지 80 중량부를 혼합하는 것인 전이금속 질화물-탄소 촉매복합체의 제조방법
14 14
제11항에 있어서,상기 전이금속 질화물-탄소 촉매복합체를 제조하는 단계에서 주입가스는 수소, 암모니아, 아르곤 및 질소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 전이금속 질화물-탄소 촉매복합체의 제조방법
15 15
제11항에 있어서,상기 전이금속 질화물-탄소 촉매복합체를 제조하는 단계에서 열처리는 400 내지 1200 ℃에서 0
16 16
제11항에 있어서,상기 탄소 지지체는 열박리된 그래핀 산화물(Thermal Exfoliation of Graphene Oxide)이고,상기 비귀금속계 전이금속-매크로사이클 전구체는 철-프탈로시아닌(Fe-phthalocyanine, Fe-PC)이고,상기 유기용매는 디메틸포름아마이드(Dimethylformamide)이고,상기 주입가스는 암모니아이고, 상기 전이금속 질화물-탄소 촉매복합체를 제조하는 단계에서 열처리는 900 내지 1000 ℃에서 2 내지 3분 동안 수행하고,상기 전이금속 질화물-탄소 촉매복합체는 상기 탄소 지지체 100 중량부에 대하여 비귀금속계 전이금속-매크로사이클 구조체 25 내지 35 중량부를 포함하는 것인 전이금속 질화물-탄소 촉매복합체의 제조방법
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
순번, 연구부처, 주관기관, 연구사업, 연구과제의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 국가R&D 연구정보 정보 표입니다.
순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 과학기술정보통신부 한국과학기술연구원 글로벌프론티어사업 멀티스케일 고출력 장수명 전해질막-전극 접합체 및 소재 기술
2 과학기술정보통신부 한국과학기술연구원 중견연구자지원사업 물리적 증착 방법을 이용한 고활성, 고안정성 단원자 촉매 개발
3 과학기술정보통신부 한국과학기술연구원 기후변화대응기술개발사업 고체알칼리막 연료전지용 고출력 고내구성 MEA 및 저가형 비귀금속계 촉매 개발