이리듐 나노시트가 티타늄 산화물에 담지된 고분자 전해질 막 수전해 산소극용 촉매 및 이의 제조방법
Catalyst for polymer electrolyte membrane water electrolysis oxygen electrode iridium nanosheet supported on titanium oxide and manufacturing method of the same
특허 요약
본 발명은 고분자 전해질 막 수전해용 이리듐 나노시트가 티타늄 산화물에 담지된 담지촉매는 1 내지 2 nm의 얇은 두께로 만든 이리듐 나노시트를 티타늄 산화물에 담지하여 높은 귀금속 질량당 활성을 갖고, 동시에 전기전도성이 높은 촉매를 제조함으로써, 값비싼 귀금속 사용량을 크게 낮출 뿐만 아니라, 적은 이리듐 양으로도 기존 이리듐 촉매에 상응하는 우수한 활성 및 내구성을 나타낼 수 있다. 본 발명에 따른 제조방법을 활용하게 된다면, 백금 등 다른 귀금속을 활용한 촉매 개발을 통해 연료전지 또는 수전해 촉매로 활용할 수 있다.
청구항
번호청구항
7

제5항에 있어서,상기 이리듐 전구체와 질산 칼륨의 질량비는 1:10 내지 1:20인 것을 특징으로 하는, 고분자 전해질 막 수전해 산소극용 촉매 제조방법.

8

제5항에 있어서,상기 열처리는 280 내지 290 ℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는, 고분자 전해질 막 수전해 산소극용 촉매 제조방법.

9

제5항에 있어서,상기 용매는 탈이온수와 에탄올을 1:5 내지 1:6의 비율로 혼합한 것을 특징으로 하는, 고분자 전해질 막 수전해 산소극용 촉매 제조방법.

10

제1항의 촉매를 포함하는 전극; 및 기준전극;을 포함하는 수전해 전지.

1

이리듐 나노시트; 및상기 이리듐 나노시트가 담지된 티타늄 산화물;을 포함하는, 고분자 전해질 막 수전해 산소극용 촉매.

2

제1항에 있어서,상기 이리듐 나노시트의 두께는 1 내지 2 nm인 것을 특징으로 하는, 고분자 전해질 막 수전해 산소극용 촉매.

3

제1항에 있어서,상기 이리듐 나노시트의 면적은 1 내지 2 μm2인 것을 특징으로 하는, 고분자 전해질 막 수전해 산소극용 촉매.

4

제1항에 있어서,상기 이리듐 나노시트는 전체 대비 20 내지 50 wt.%인 것을 특징으로 하는, 고분자 전해질 막 수전해 산소극용 촉매.

5

이리듐 전구체 및 질산 칼륨을 포함하는 전구체 혼합 분말을 준비하는 단계;상기 전구체 혼합 분말을 열처리하여 이리듐 나노시트를 제조하는 단계; 및상기 이리듐 나노시트를 용매에 분산시키고 티타늄 산화물에 담지하는 단계;를 포함하는,고분자 전해질 막 수전해 산소극용 촉매 제조방법.

6

제5항에 있어서,상기 이리듐 전구체는 플루오르화이리듐, 염화이리듐, 브롬화이리듐, 요오드화이리듐, 이리듐 아세테이트, 이리듐 아세틸 아세토네이트, 이리듐 나이트레이트 및 이들의 수화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 고분자 전해질 막 수전해 산소극용 촉매 제조방법.

도면대표도면