루테늄 산화물 기반 산소 발생 반응용 촉매, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 수전해 전지
OXYGEN EVOLUTION REACTION CATALYST BASED ON RUTHENIUM OXIDE AND PREPARING METHOD FOR PREPARING OF THE SAME AND WATER ELECTROLYSIS CELL COMPRISING THE SAME
특허 요약
본 발명은 백금 및 전이금속이 모두 도핑된 루테늄 산화물 나노입자를 포함하는 산소 발생 반응용 촉매; 이의 제조방법; 및 이를 포함하는 수전해 전지에 관한 것이다.
청구항
번호청구항
1

백금 및 전이금속 합금 코어; 및상기 코어를 둘러싸는 백금 및 전이금속이 모두 도핑된 루테늄 산화물 나노입자 쉘을 포함하는 산소 발생 반응용 촉매.

2

제1항에 있어서,상기 전이금속은 코발트, 니켈, 철 및 구리로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 산소 발생 반응용 촉매.

3

제1항에 있어서,상기 나노입자는 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는, 산소 발생 반응용 촉매:[화학식 1]PtxTMyRu(1-x-y)O2상기 식에서, TM은 전이금속이고, x는 0.01 내지 0.3이고, y는 0.1 내지 0.4이다.

4

제1항에 있어서,상기 촉매는 전도성 지지체 상에 담지된 것을 특징으로 하는, 산소 발생 반응용 촉매.

5

제1항에 있어서,상기 코어는 나노로드 형상인 것을 특징으로 하는, 산소 발생 반응용 촉매.

6

(a) 백금 및 전이금속 합금 나노로드를 제조하는 단계; (b) 상기 나노로드를 포함하는 용액에 루테늄 전구체를 투입하여 코어-쉘 구조 나노로드를 제조하는 단계; 및(c) 상기 코어-쉘 구조 나노로드를 전도성 지지체 상에 담지시킨 다음, 열처리하는 단계를 포함하는 산소 발생 반응용 촉매의 제조방법.

7

제6항에 있어서,상기 (a) 단계에서 제조는 백금 전구체를 열분해하는 동안, 전이금속 전구체를 주입하는 용매열(solvothermal) 합성법을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는, 산소 발생 반응용 촉매의 제조방법.

8

제6항에 있어서,상기 (b) 단계에서 코어-쉘 구조 나노로드는 직경이 1 nm 내지 10 nm이고, 길이가 1 nm 내지 50 nm인 것을 특징으로 하는, 산소 발생 반응용 촉매의 제조방법.

9

제6항에 있어서,상기 (b) 단계에서 코어-쉘 구조 나노로드는 백금 : 전이금속 : 루테늄의 질량비가 50 ~ 80 : 1 ~ 30 : 10 ~ 40인 것을 특징으로 하는, 산소 발생 반응용 촉매의 제조방법.

10

제6항에 있어서,상기 (c) 단계에서 열처리를 통해 루테늄의 산화 상태를 일부 변화시키는 것을 특징으로 하는, 산소 발생 반응용 촉매의 제조방법.

11

제6항에 있어서,상기 (c) 단계에서 열처리는 350℃ 내지 500℃의 온도에서 10 분 내지 5 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는, 산소 발생 반응용 촉매의 제조방법.

12

제1항에 따른 산소 발생 반응용 촉매를 포함하는 수전해 전지.