탄소전극, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 해수전지
CARBON ELECTRODE, PREPARATION METHOD THEREOF, AND SEAWATER BATTERY COMPRISING THE SAME
특허 요약
본 발명에 따르면, 탄소재 및 상기 탄소재에 분산된 합금 촉매 입자를 포함하는 탄소전극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 해수전지가 제공된다. 상기 해수전지는 상기 탄소전극을 포함함에 따라 사이클 안정성이 우수하고 장수명을 나타낼 수 있다.
청구항
번호청구항
5

제 1 항에 있어서,상기 탄소전극이 상기 탄소재 100 중량부를 기준으로, 상기 합금 촉매 입자를 5 내지 30 중량부로 포함하는, 탄소전극.

1

탄소재; 및 상기 탄소재에 분산된 합금 촉매 입자를 포함하고,상기 합금 촉매 입자는 제1 금속과 제2 금속을 함유하며,상기 제1 금속은 백금(Pt)을 포함하고,상기 제2 금속은 코발트(Co), 구리(Cu), 니켈(Ni), 철(Fe), 티타늄(Ti) 및 바나듐(V)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 탄소전극.

2

제 1 항에 있어서,상기 합금 촉매 입자가 상기 제1 금속과 상기 제2 금속을 2:1 내지 1:2의 중량비로 포함하는, 탄소전극.

3

제 1 항에 있어서,상기 합금 촉매 입자가 1 내지 200 nm의 평균 입자 크기(D50)를 갖는, 탄소전극.

4

제 1 항에 있어서,상기 탄소재가 5 내지 15 Ωmm의 전기저항을 갖는, 탄소전극.

6

(1) 백금(Pt)을 포함하는 제1 금속 전구체와, 코발트(Co), 구리(Cu), 니켈(Ni), 철(Fe), 티타늄(Ti) 및 바나듐(V)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 제2 금속 전구체를 혼합하여 전구체 용액을 제조하는 단계;(2) 상기 전구체 용액에 탄소재를 침지시키는 단계;(3) 상기 침지된 탄소재를 건조시키는 단계; 및(4) 상기 건조된 탄소재에 전류를 인가하여, 탄소재 및 상기 탄소재에 분산된 제1 금속과 제2 금속을 함유하는 합금 촉매 입자를 포함하는 탄소전극을 제조하는 단계를 포함하는, 탄소전극의 제조방법.

7

제 6 항에 있어서,상기 제1 금속 전구체가 염화백금산 수화물이고,상기 제2 금속 전구체가 염화코발트인, 탄소전극의 제조방법.

8

제 6 항에 있어서,상기 전구체 용액의 농도가 0.01 내지 0.04 M인, 탄소전극의 제조방법.

9

제 6 항에 있어서,상기 단계 (1)에서, 상기 제1 금속 전구체와 상기 제2 금속 전구체를 2:1 내지 1:2의 중량비로 혼합하는, 탄소전극의 제조방법.

10

제 6 항에 있어서,상기 단계 (2)에 사용되는 탄소재가 300 내지 650 ℃로 열처리된 것인, 탄소전극의 제조방법.

11

제 6 항에 있어서,상기 단계 (3)에서, 침지된 탄소재를 50 내지 70 ℃에서 10 내지 15 시간 동안 건조시키는, 탄소전극의 제조방법.

12

제 6 항에 있어서,상기 단계 (4)에서, 건조된 탄소재에 1 내지 65 A의 전류를 1 내지 20 초 동안 인가하는, 탄소전극의 제조방법.

13

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 탄소전극을 양극으로서 포함하는, 해수전지.