표면 비정질층 및 나노촉매 입자를 갖는 페로브스카이트 산화물 복합체의 제조 방법 및 페로브스카이트 산화물 복합체를 포함하는 고체산화물 연료전지
METHOD FOR MANUFACTURING PEROVSKITE OXIDE COMPOSITE INCLUDING SURFICIAL AMORPHOUS LAYER AND NANO-CATALYST PARTICLES AND SOLID OXIDE FUEL CELL INCLUDING PEROVSKITE OXIDE COMPOSITE
특허 요약
개시된 페로브스카이트 산화물 복합체의 제조 방법은, 모재 페로브스카이트 산화물을 준비하는 단계 및 상기 모재 페로브스카이트 산화물을, 수소 농도 20% 이하의 환원 조건 및 300℃ 이상 600℃보다 작은 온도 범위에서 5시간 이상 열처리하여, 상기 모재 페로브스카이트 산화물 내의 금속을 용출하여 표면에 나노촉매 입자를 형성하는 단계를 포함한다. 이에 따르면, 페로브스카이트 산화물의 표면에 나노촉매 입자를 용출하는 과정에서 페로브스카이트 산화물의 상분해를 방지할 수 있으며, 비정질층의 형성을 통해 연료전지 전극으로서의 내구성을 개선할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

모재 페로브스카이트 산화물을 준비하는 단계; 및상기 모재 페로브스카이트 산화물을, 수소 농도 20% 이하의 환원 조건 및 300℃ 이상 600℃보다 작은 온도 범위에서 5시간 이상 열처리하여, 상기 모재 페로브스카이트 산화물 내의 금속을 용출시켜 표면에 나노촉매 입자를 형성하는 단계를 포함하는, 페로브스카이트 산화물 복합체의 제조 방법.

2

제1항에 있어서, 상기 모재 페로브스카이트 산화물은 하기의 화학식 1로 나타내지는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 산화물 복합체의 제조 방법.003c#화학식 1003e#AxB1-yCuyO3-z(화학식 1에서, 0.9003c#x003c#1.1, 0≤y003c#1, 0≤z003c#1이고, A는 Pr, Ba, La, Sr 및 Ca 중 선택되는 하나 이상의 원소이고, B는 Co, Fe, Ni, Fe, Cu, Mn, Zn, Nb, Ta, Ru, Pd, Ag, Pt 및 Ir 중 선택되는 하나 이상의 원소이다.)

3

제1항에 있어서, 상기 모재 페로브스카이트 산화물은 하기의 화학식 2로 나타내지는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 산화물 복합체의 제조 방법.003c#화학식 2003e#LaaSr1-aCobFecCueO3-d (화학식 2에서, 0003c#a003c#1, b+c+e+=1, 0≤d003c#1이고, b, c 및 e는 각각 0보다 크고 1보다 작은 실수이다.)

4

제1항에 있어서, 상기 나노촉매 입자를 형성하는 단계는, 상기 모재 페로브스카이트 산화물을 수소 농도 3% 내지 10%의 환원 조건 및 300℃ 내지 500℃의 온도 범위에서 8시간 이상 열처리하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 산화물 복합체의 제조 방법.

5

제1항에 있어서, 상기 열처리에 의해 표면에 비정질층이 형성되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 산화물 복합체의 제조 방법.

6

제5항에 있어서, 상기 비정질층의 두께는 2nm 내지 5nm인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 산화물 복합체의 제조 방법.

7

제1항에 있어서, 상기 모재 페로브스카이트 산화물을 준비하는 단계는,전구체들을 혼합하여 겔을 형성하는 단계;상기 겔을 300℃ 이상에서 소성하는 단계; 및소성된 소성물을 800℃ 이상에서 하소하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 산화물 복합체의 제조 방법.

8

제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 방법에 의해 제조된 페로브스카이트 산화물 복합체를 포함하는 공기극을 포함하는 고체산화물 연료전지.

9

La, Sr, Co 및 Fe를 포함하는 페로브스카이트 산화물의 조성을 가지며, 표면에 형성된 나노촉매 입자 및 페로브스카이트 산화물의 비정질층을 포함하고, 상기 비정질층의 두께는 2nm 내지 5nm인 페로브스카이트 산화물 복합체를 포함하는 공기극을 포함하는 고체산화물 연료전지.

10

제9항에 있어서, 상기 나노촉매 입자는 구리를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료전지.