초저함량 백금 및 이의 합금과 탄소쉘을 포함하는 산소 환원 반응용 서브나노클러스터 촉매
SUB-NANOCLUSTER CATALYSTS WITH CARBON SHELL, ULTRA-LOW PLATINUM LOADINGS AND ITS ALLOY FOR OXYGEN REDUCTION REACTION
특허 요약
본 발명은 서브나노 수준의 백금 또는 백금합금을 촉매 활성 입자로 가지고, 탄소 쉘이 촉매 활성 입자 표면에 형성된 서브나노클러스터 촉매에 관한 발명으로서 백금의 사용량을 극히 저감하면서 내구성과 활성은 우수한 촉매를 제공할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

탄소 쉘; 및탄소 쉘의 내부에 위치한 백금 또는 백금합금을 포함하는 연료전지용 촉매로서, 상기 백금 또는 백금합금은 서브나노클러스터(sub-nanocluster)이고,상기 탄소 쉘의 sp2 오비탈과 상기 서브나노클러스터 백금 또는 백금합금의 d 오비탈 간 겹침이 형성된 연료전지용 촉매.

2

제1항에 있어서,상기 연료전지용 촉매에서 촉매 활성점은 탄소 쉘의 단면 또는 표면인 연료전지용 촉매.

3

제2항에 있어서,상기 촉매 활성점에서 일어나는 촉매 활성 반응은 산소환원반응인 연료전지용 촉매.

4

제1항에 있어서,상기 서브나노클러스터 백금 또는 백금합금은 직경이 0.1㎚ 이상 1.0㎚ 미만인 연료전지용 촉매.

5

제1항에 있어서,상기 서브나노클러스터 백금 또는 백금합금은 하기 화학식 1로 표현되는 연료전지용 촉매.[화학식 1]PtxMy(Pt는 백금이고 M은 3d, 4d 및 5d 전이금속으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이고, x 003e# 0, y ≥ 0, x+y ≤ 60이다.)

6

제1항에 있어서,상기 탄소 쉘은 단층 그래핀이고, 상기 서브나노클러스터 백금 또는 백금합금은 탄소 지지체와 탄소 쉘 사이에 위치한 연료전지용 촉매.

7

제6항에 있어서,상기 서브나노클러스터 백금 또는 백금합금에 대한 상기 단층 그래핀의 커버리지가 90% 이상인 연료전지용 촉매.

8

제1항에 있어서,상기 서브나노클러스터 백금 또는 백금합금은 구형, 이십면체(icosahedron), 팔면체(octahedron), 육팔면체(cuboctahedron) 및 육면체(cubic)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 형태인 연료전지용 촉매.