KR20170034255A - 비대칭 코어-쉘 나노입자 구조에 기반한 산소환원용 전극촉매 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비대칭 코어-쉘 나노입자 구조에 기반한 산소환원용 전극촉매 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 표면을 화학적으로 개질하는 유리기판 개질단계(S100단계)와; 상기 유리기판 표면에 금 나노입자( AuNPs)를 붙이는 금 나노입자 부착단계(S200단계)와; 상기 금 나노입자(AuNPs)의 표면상에 팔라듐 박막을 증착하는 팔라듐 박막 증착단계(S300단계) 및; 물에서 초음파 처리하여 코어-쉘 나노입자를 유리기판으로부터 탈착시키는 코어-쉘 나노입자 탈착단계(S400단계)로 이루어져 연료전지에 있어서, 산소환원반응(oxygn reduction reaction; ORR)의 효율, 안정성 등을 향상시키고 백금을 함유하지 않고, 현재 상용화된 연료전지의 산화극 혹은 환원극 전극소재로 사용되는 백금을 대체하고, 기존에 알려진 대칭형 코어-쉘 구조를 탈피하여 비대칭 코어-쉘 구조의 합성가능성을 제시하고 촉매로서의 우수성을 증명할 수 있으며, 금속 함량을 줄일 수 있고, 나노수준에서 결점 및 반응점 자리를 확보하며, 연료전지 환원극으로서 우수한 촉매활성을 갖는 비대칭 코어-쉘 구조를 안전적으로 합성할 수 있고, 합성함에 있어서 유리기판을 사용함으로써 불순물의 제거가 용이하며, 쉘의 합성시 자발적 환원반응인 갈바닉 반응으로 합성함으로써 원자수준에서 조절이 가능하고, 합성법이 용이하고 다양한 금속괴의 조합에 적용할 수 있는 각별한 장점이 있는 유용한 발명이다.
Description
본 발명은 산소환원용 전극촉매 및 그 제조방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 비대칭인 코어(금)-쉘(팔라듐) 나노입자를 포함함으로써 연료전지에 있어서 산소환원반응의 효율, 안전성 등을 향상시킨 백금을 함유하지 않은 비대칭 코어-쉘 나노입자 구조에 기반한 산소환원용 전극촉매 및 그 제조방법에 관한 것이다.
연료전지(fuel cell)는 화학 에너지를 전기 에너지로 변화시키는 장치로서, 통상적인 연료전지에 있어서, 수소와 같은 기체상 연료는 양극(anode; 산화용 전극)에 공급되고, 공기중의 산소는 음극(cathode; 환원용 전극)에 공급된다. 상기 양극에서 연료가 산화하면 이 연료로부터 상기 양극 및 상기 음극에 연결되는 외부의 회로로 전자가 이동되고, 음극에서는 상기 산화된 연료에 의해 제공된 전자와 수소이온을 이용하여 산소가 환원된다.
수소/산소 연료전지에 있어서, 수소는 양극에 공급되고, 산소는 음극에 공급된다. 상기 수소는 산화되어 수소 이온을 형성함과 동시에 외부의 회로로 전자가 이동된다. 상기 수소 이온은 전도성 고분자막을 통해 음극으로 이동하여 산소 종과 반응함으로써 물을 형성한다. 전형적인 수소/산소 연료전지의 반응은 다음과 같다.
[반응식 1]
2H2 → 4H+ + 4e(양극)
[반응식 2]
O2 + 4H+ + 4e → 2H2O(음극)
[반응식 3]
2H2 + O2 → 2H2O(순반응)
연료전지에서의 산화반응 및 환원반응이 빠른 반응속도 및 낮은 과전위(overpotential)로서 발생되도록 하기 위해 전극촉매(electrocatalysts)가 필요하다. 전극촉매가 존재하지 않는 상태에서의 통상적인 전극반응은 매우 높은 전위 상태에서 발생한다. 상기 전극촉매는 전기화학반응 속도를 증대시키고, 따라서 연료전지를 낮은 전위 하에서 동작시킬 수 있다.
한편, 백금은 높은 촉매 특성이 있기 때문에 백금 및 백금 합금 재료는 연료 전지의 양극 및 음극의 전극 전극촉매로서 주로 사용되고 있다. 그러나, 백금은 비용이 매우 비싸 연료전지의 제조비용을 증가시키는 단점이 있다.
또한 종래 기술의 연료전지용 촉매 코팅 분말 제조 공정은 주로 습식(wet) 공정으로 제조한다. 코팅하고자 하는 촉매화합물을 물, 알콜 등의 기타 용매에 녹인 후, 용액의 온도 및 수소이온 농도지수(pH)를 조절하여 코팅 분말에 석출시켜서 촉매 코팅 분말을 제조한다. 미국특허 제 5,489,563호(특허문헌 1 참조)에서는 코팅하고자 하는 촉매화합물을 물, 알콜 등의 기타 용매에 녹인 후 온도 및 수소이온 농도지수(pH)를 조절하여 탄소분말에 백금을 나노 크기로 석출시켜 백금 코팅 탄소 분말(supported Pt/C)을 제조하는 방법이 게재되어 있다. 또한 미국 특허 제 5,498,585(특허문헌 2 참조)에서는 촉매의 열화현상을 줄이기 위해 황을 첨가함으로써 촉매의 성능은 향상시켰으나 종래의 습식(wet) 공정으로 촉매를 코팅하여 제조하는 방법이 게재되어 있다.
종래의 촉매 코팅 분말 제조 공정이 용액 내에서 코팅되는 습식(wet) 공정으로 촉매를 코팅시키는 방법은 연속 공정이기보다는 배치(batch) 단위로 촉매를 제 조하기 때문에 매 배치(batch)마다 균일한 촉매 성능을 가지는 촉매 코팅 분말을 제조하기가 용이하지 않다. 또한 촉매물질을 코팅시키기 위한 용액의 조건을 유지하기 위해 용액 내에 산(acid), 및 여러 종류의 첨가물이 추가되기 때문에 촉매 코팅 분말 제조 공정상에서 많은 환경 문제를 야기할 수 있는 부산물을 배출하며 원재료 손실이 발생하는 문제점이 있다.
상기한 실정을 감안하여 종래 개발된 기술로서, 특허 제1422565호의 "다공성 2중금속 구조에 기반한 산소-환원용 전극촉매, 및 그 제조방법"이 공개특허공보에 개시되어 있다(특허문헌 3 참조).
상기 특허 제1422565호의 "다공성 2중금속 구조에 기반한 산소-환원용 전극촉매, 및 그 제조방법"은 도 1에 도시한 바와 같이 코발트 나노입자 용액에 금 전구체 용액을 적하하는 단계(S10단계)와; 갈바닉 치환반응에 의한 다공성 금 나노입자를 형성하는 단계(S20단계)와; 다공성 금 나노입자에 팔라듐 전구체 용액을 적하하는 단계(S30단계) 및; 갈바닉 치환반응에 의하여 팔라듐이 코팅된 다공성 금 나노입자를 생성하는 단계(S40)로 이루어져 촉매의 활성 면적을 증가시키고, 산소 환원 반응의 효율이 향상되는 것이다.
그러나 상기한 상기 특허 제1422565호의 "다공성 2중금속 구조에 기반한 산소-환원용 전극촉매, 및 그 제조방법"은 용액상태에서 코발트 나노입자를 합성 후 갈바닉 치환반응을 통하여 다공성 금 나노입자를 형성하고, 팔라듐 전구체를 이용하여 한 번 더 갈바닉 치환반응을 수행하여 얻은 팔라듐이 코팅된 다공성 금 나노입자이기 때문에 합성과정의 각 단계에서 시료의 세척이 용이하지 않을 뿐 아니라 팔라듐이 코팅된 다공성 금 나노입자와 팔라듐 자체가 혼합되어 순수한 팔라듐이 코팅된 금 나노입자를 얻는 것이 어려운 결점이 있고, 특히 반응에 참여하지 않은 전구체의 세척이 어렵다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 실정을 감안하여 종래 전극촉매 및 그 제조방법에서 야기되는 여러 가지 결점 및 문제점들을 해결하고자 발명한 것으로서, 그 목적은 연료전지에 있어서, 산소환원반응(oxygen reduction reaction; ORR)의 효율, 안정성 등을 향상시키고 백금을 함유하지 않는 비대칭 코어-쉘 나노입자 구조에 기반한 산소환원용 전극촉매 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 현재 상용화된 연료전지의 산화극 혹은 환원극 전극소재로 사용되는 백금을 대체하고, 기존에 알려진 대칭형 코어-쉘 구조를 탈피하여 비대칭 코어-쉘 구조의 합성가능성을 제시하고 촉매로서의 우수성을 증명할 수 있는 비대칭 코어-쉘 나노입자 구조에 기반한 산소환원용 전극촉매 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 금속 함량을 줄일 수 있고, 나노수준에서 결점 및 반응점 자리를 확보하며, 연료전지 환원극으로서 우수한 촉매활성을 갖는 비대칭 코어-쉘 구조를 효과적으로 합성할 수 있고, 합성함에 있어서 유리기판을 사용함으로써 불순물의 제거가 용이하며, 쉘의 합성시 자발적 환원반응인 갈바닉 반응의 유도로 합성함으로써 원자수준에서 조절이 가능하고, 합성법이 용이하고 다양한 금속과의 조합에 적용할 수 있는 비대칭 코어-쉘 나노입자 구조에 기반한 산소환원용 전극촉매 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면은 비대칭 코어-쉘 나노입자를 포함하는 비대칭 코어-쉘 나노입자 구조에 기반한 비대칭 코어-쉘 나노입자 구조에 기반한 산소환원용 전극촉매를 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 상기 코어-쉘 금 나노입자의 외부 표면에 다공성 팔라듐이 부분적으로 코팅되어 있는 연료전지를 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면은 상기 코어-쉘 금 나노입자의 외부 표면에 다공성 팔라듐이 부분적으로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 비대칭 코어-쉘 나노입자 구조에 기반한 산소환원용 전극촉매 제조방법을 제공한다.
본 발명은 연료전지에 있어서, 산소환원반응(oxygen reduction reaction; ORR)의 효율, 안정성 등을 향상시키고 백금을 함유하지 않고, 현재 상용화된 연료전지의 산화극 혹은 환원극 전극소재로 사용되는 백금을 대체하고, 기존에 알려진 대칭형 코어-쉘 구조를 탈피하여 비대칭 코어-쉘 구조의 합성가능성을 제시하고 촉매로서의 우수성을 증명할 수 있으며, 금속 함량을 줄일 수 있고, 나노수준에서 결점 및 반응점 자리를 확보하며, 연료전지 환원극으로서 우수한 촉매활성을 갖는 비대칭 코어-쉘 구조를 효과적으로 합성할 수 있고, 합성함에 있어서 유리기판을 사용함으로써 불순물의 제거가 용이하며, 쉘의 합성시 자발적 환원반응인 갈바닉 반응의 유도로 합성함으로써 원자수준에서 조절이 가능하고, 합성법이 용이하고 다양한 금속과의 조합에 적용할 수 있는 각별한 장점이 있다.
도 1은 종래 다공성 2중금속 구조에 기반한 산소-환원용 전극촉매 제조방법의 순서도,
도 2는 본 발명 비대칭 코어-쉘 나노입자 구조에 기반한 산소환원용 전극촉매 제조방법의 실행 순서도,
도 3은 APTMS(3-Aminopropyl Trimethoxysilane) 코팅된 유리 슬라이드를 사용하여 비대칭 코어-쉘 나노 입자 합성방법의 개략적인 공정도로서, (1)은 APTMS(3-Aminopropyl Trimethoxysilane)를 사용하여 아민과 함께 유리기판의 표면 개질화 하는 공정, (2)는 유리기판 상에 13 nm의 금 나노입자(AuNPs)를 부착하는 공정, (3)은 금 나노입자(AuNPs)에 팔라듐의 자발적 증착공정, (4)는 물에서 초음파 처리하여 코어-쉘 나노입자를 유리기판으로부터 탈착시키는 공정을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 방법으로 합성한 금-팔라듐 코어-쉘 나노입자의 구조도,
도 5의 (A),(B)는 본 발명의 일실시 예에 따른 금-나노입자의 XPS 분석결과를 나타낸 그래프,
도 6은 AuPd/rGO 촉매 시리즈의 XRD 패턴을 나타낸 그래프,
도 7의 (A)는 50 mV s-1의 스캔 속도, N2 를 주입하여 산소를 제거한 0.1 M HClO4 용액 내에 저장된 CVs, (B)는 SEM-EDS에 의해 추정된 팔라듐/금 중량 % 비(Δ)의 플롯과 표면의 Pd 산화물(□) 및 전구체의 Pd 농도의 함수로서 금 산화물(○)의 집적된 전하 감소를 나타낸 도면,
도 8의 (A)는 10 mV s-1(회전속도 = 1600 rpm)의 스캔 속도로 산소(O2)-포화 0.1 M NaOH 용액에서 산소환원용 RDE 분극 곡선, (B)는 (a)에 제시된 RDE 데이터로부터 얻어진 산소환원용 K - L plots을 나타낸 도면,
도 9는 10 mVs-1(회전속도 = 1600 rpm)의 스캔 속도에서 (A)Au0.43Pd0.57/ rGO 및 (B) Pt-20/C를 도입한 GC전극을 각각 사용하여 O2로 포화된 0.1 M NaOH 용액에서 100회 반복 실행으로 얻어진 산화환원용 RDE 분극 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명 비대칭 코어-쉘 나노입자 구조에 기반한 산소환원용 전극촉매 제조방법의 실행 순서도,
도 3은 APTMS(3-Aminopropyl Trimethoxysilane) 코팅된 유리 슬라이드를 사용하여 비대칭 코어-쉘 나노 입자 합성방법의 개략적인 공정도로서, (1)은 APTMS(3-Aminopropyl Trimethoxysilane)를 사용하여 아민과 함께 유리기판의 표면 개질화 하는 공정, (2)는 유리기판 상에 13 nm의 금 나노입자(AuNPs)를 부착하는 공정, (3)은 금 나노입자(AuNPs)에 팔라듐의 자발적 증착공정, (4)는 물에서 초음파 처리하여 코어-쉘 나노입자를 유리기판으로부터 탈착시키는 공정을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 방법으로 합성한 금-팔라듐 코어-쉘 나노입자의 구조도,
도 5의 (A),(B)는 본 발명의 일실시 예에 따른 금-나노입자의 XPS 분석결과를 나타낸 그래프,
도 6은 AuPd/rGO 촉매 시리즈의 XRD 패턴을 나타낸 그래프,
도 7의 (A)는 50 mV s-1의 스캔 속도, N2 를 주입하여 산소를 제거한 0.1 M HClO4 용액 내에 저장된 CVs, (B)는 SEM-EDS에 의해 추정된 팔라듐/금 중량 % 비(Δ)의 플롯과 표면의 Pd 산화물(□) 및 전구체의 Pd 농도의 함수로서 금 산화물(○)의 집적된 전하 감소를 나타낸 도면,
도 8의 (A)는 10 mV s-1(회전속도 = 1600 rpm)의 스캔 속도로 산소(O2)-포화 0.1 M NaOH 용액에서 산소환원용 RDE 분극 곡선, (B)는 (a)에 제시된 RDE 데이터로부터 얻어진 산소환원용 K - L plots을 나타낸 도면,
도 9는 10 mVs-1(회전속도 = 1600 rpm)의 스캔 속도에서 (A)Au0.43Pd0.57/ rGO 및 (B) Pt-20/C를 도입한 GC전극을 각각 사용하여 O2로 포화된 0.1 M NaOH 용액에서 100회 반복 실행으로 얻어진 산화환원용 RDE 분극 곡선을 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 비대칭 코어-쉘 나노입자 구조에 기반한 산소환원용 전극촉매 및 그 제조방법의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명 비대칭 코어-쉘 나노입자 구조에 기반한 산소환원용 전극촉매 제조방법의 실행 순서도, 도 3은 본 발명의 방법으로 제조된 비대칭 금-팔라듐 코어-쉘 나노입자의 구조도로서, 본 발명 비대칭 코어-쉘 나노입자 구조에 기반한 산소환원용 전극촉매의 일 측면은 비대칭 코어-쉘 나노입자를 포함하는 산소환원용 전극촉매를 제공한다.
일 구현예에 있어서, 상기 코어-쉘 금 나노입자의 외부 표면에 다공성 팔라듐이 부분적으로 코팅되어 있는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 구현 예에 있어서, 상기 다공성 팔라듐을 형성하는 것은 팔라듐 전구체를 첨가하여 갈바닉치환반응(galvanic replacement reaction)시키는 것을 포함하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편 본 발명 비대칭 코어-쉘 나노입자 구조에 기반한 산소환원용 전극촉매 제조방법은 유리기판을 금 나노입자가 용이하게 붙을 수 있도록 표면을 화학적으로 개질하는 유리기판 개질단계(S100단계)와; 상기 유리기판 표면에 금 나노입자( AuNPs)를 붙이는 금 나노입자 부착단계(S200단계)와; 상기 금 나노입자(AuNPs)의 표면상에 팔라듐 박막을 증착하는 팔라듐 박막 증착단계(S300단계) 및; 물에서 초음파 처리하여 코어-쉘 나노입자를 유리 기판으로부터 탈착시키는 코어-쉘 나노입자 탈착단계(S400단계)로 이루어져 있다.
[실시예]
<비대칭 코어-쉘 나노 입자의 제조>
유리 슬라이드[25mm × 12mm, 독일 마리엔펠트(Marienfeld)사 제)를 90℃에서 15% RBS 세제 용액에서 5분 동안 세척하고, 반복해서 탈 이온수로 세척한 다음 메탄올과 HCl의 1:1(v/v) 혼합용액에 30분 동안 침지했다.
이어서 탈 이온수로 세정 한 후 유리 기판을 100℃ 오븐에서 6시간 동안 건조시켰다.
계속해서 아민과 함께 유리 기판의 표면을 개질화 하기 위해 세정 된 유리 기판을 APTMS(3-Aminopropyl Trimethoxysilane)의 1% 에탄올 용액에 30분 동안 침지하였다.
다음에 에탄올로 세척하고, 3 분 동안 초음파 처리, 2.5 시간 동안 오븐에서 건조하여 유리 표면의 아민 코팅을 완성하였다.
이어서 12 시간 동안 13 nm 금 나노입자(AuNPs)의 5 mL 용액에 기판을 침지하여 유리 기판의 아민-개질화된 표면 상에 금 나노입자(AuNPs)를 흡착시켰다.
계속해서 미결합된 금 나노입자(AuNPs)는 물로 세 번 세척한 다음, 에탄올로 세척하여 제거하였다.
여기서 항상 세척 및 헹굼 과정 중에 용액 내에서 금 나노입자(AuNPs)가 흡착 된 기판을 유지하는 것이 중요하다.
다음에 흡착된 코어 금 나노입자(AuNPs)의 기판을 다양한 농도 (0.5, 5, 10 mM)의 PdCl2 용액에 반응시켰다.
이어서 생성된 용액을 실온에서 24 시간 동안 교반하고, 금 나노입자(AuNPs)의 표면상에 팔라듐 박막을 증착하였다.
계속해서 세척하고, 물 및 에탄올로 세척 및 헹군 후, 지금 코어-쉘 나노 입자로 피복된 유리 기판을 에탄올 5 mL에 넣고 초음파 세정기를 사용하여 30초 동안 초음파 처리하였다.
초음파 처리 후, 비대칭 코어-쉘 나노 입자는 우선적으로 기판으로부터 에탄올로 이탈하고, 이 용액을 사용하기 전에 어두운 조건하에 유지하였다.
<환원 산화그래핀(rGO; reduced graphene oxide)-AuPd 복합 재료의 합성>
먼저, 준비된 GOS(0.25 mg의 mL-1)DML 현탁액 100 mL를 250mL 용량의 삼구 플라스크에서 30분 동안 초음파 처리하고, 35 중량%의 히드라진 5mL를 30% 암모니아수 33.3 mL와 혼합하고, 95 ℃로 반응 온도를 3시간 동안 유지하기 위해 외부 가열을 도입했다.
다음에 합성 rGOs를 실온으로 천천히 냉각하고 증류수로 충분히 세척하였다.
계속하여 물에 분산된 rGOs을 5 시간 동안 교반 된 AuPd NPs(2.0 mg mL-1)의 용액과 혼합하였다.
그 결과 rGO 지지체에 결합된 AuPd NPS(AuPd/rRGO)을 여과하고 증류수로 충분히 세척하였다.
이어서 AuPd/rGO를 4000 rpm으로 20분 동안 원심분리하여 세정 물로부터 분리 하였다.
이 세정 공정은 3 회 이상 반복하였다.
충분히 세정된 AuPd/rGO를 원심 셀의 하단에 정착시킨 다음 밤새 진공 분위기하에서 완전히 건조하였다.
도 5의 (A) 및 (B)는 본 발명의 일실시 예에 따른 금-나노입자의 XPS 분석결과를 나타낸 그래프로서, (A)는 AuPd/rGO 촉매 시리즈에 대한 금의 4f-전자의 결합에너지(단위:eV)를, (B)는 AuPd/rGO 촉매 시리즈에 대한 팔라듐의 3d-전자의 결합에너지(단위:eV)를 나타내며, (a), (b), (c)는 결과물 Au0 .58Pd0 .42/rGO 와 Au0 .43Pd0 .57 /rGO 및 Au0 .38Pd0 .62/rGO 를 각각 나타낸다.
도 6은 AuPd/rGO 촉매 시리즈의 XRD 패턴을 나타낸 그래프로서, (a), (b), (c), (d), (e)는 Pd-20/C와, Au0 .38Pd0 .62/rGO와, Au0 .43Pd0 .57/rGO와 Au0 .58Pd0 .42/rGO 및; rGO 의 패턴을 각각 나타낸다.
도 7 (A)는 50 mV s-1의 스캔 속도, N2 퍼지가스로 탈기한 0.1 M HClO4 용액 내에 저장된 CVs, (B)는 SEM-EDS에 의해 추정된 팔라듐/금 중량 % 비(Δ)의 플롯과 표면의 Pd 산화물(□) 및 전구체의 Pd 농도의 함수로서 금 산화물(○)의 집적된 전하 감소를 나타낸 것으로, 전하 밀도는 GSA로 정규화하여 얻었다. 산화환원용 전기촉매에 사용된 전극은 기준전극으로 포화 칼로멜 전극(SCE)에 대한 (a)Au/rGO; (b)Au0.58Pd0.42/rGO; (c)Au0.43Pd0.57/rGO; 및 (d)Au0.38Pd0.62/rGO 를 각각 나타낸다.
도 8의 (A)는 10 mV s-1(회전속도 = 1600 rpm)의 스캔 속도로 산소(O2)로 포화된 0.1 M NaOH 용액에서 산소환원용 RDE 분극 곡선, (B)는 (a)에 제시된 RDE 데이터로부터 얻어진 산소환원용 K-L plots을 나타낸 것으로, 산화환원용 전기촉매에 사용된 전극은 기준전극으로 포화 칼로멜 전극(SCE)에 대한 (a)Au/rGO; (b)Au0.58Pd0.42/rGO; (c)Au0.43Pd0.57/rGO; 및 (d)Au0.38Pd0.62/rGO 를 각각 나타낸다.
도 9는 10 mV s-1(회전속도 = 1600 rpm)의 스캔 속도에서 (A) Au0.43Pd0.57 /rGO 및 (B) Pt-20/C를 도입한 GC전극을 각각 사용하여 O2로 포화된 0.1 M NaOH 용액에서 100회 반복 실행으로 얻어진 산화환원용 RDE 분극 곡선을 나타낸 그래프이다.
Claims (4)
- 비대칭 코어-쉘 나노입자를 포함하는 비대칭 코어-쉘 나노입자 구조에 기반한 산소환원용 전극촉매.
- 제 1항에 있어서, 상기 코어-쉘 금 나노입자의 외부 표면에 다공성 팔라듐이 부분적으로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 비대칭 코어-쉘 나노입자 구조에 기반한 산소환원용 전극촉매.
- 제 2항에 있어서, 상기 다공성 팔라듐을 형성하는 것은 팔라듐 전구체를 첨가하여 갈바닉치환반응(galvanic replacement reaction)의 유도를 포함하는 것을 특징으로 하는 비대칭 코어-쉘 나노입자 구조에 기반한 산소환원용 전극촉매.
- 유리기판을 금 나노입자가 용이하게 붙을 수 있도록 표면을 화학적으로 개질하는 유리기판 개질단계(S100단계)와; 상기 유리기판 표면에 금 나노입자(AuNPs)를 붙이는 금 나노입자 부착단계(S200단계)와; 상기 금 나노입자(AuNPs)의 표면상에 팔라듐 박막을 증착하는 팔라듐 박막 증착단계(S300단계) 및; 환원 산화그래핀(rGO)-금.팔라듐(AuPd) 복합 재료를 합성하는 복합재료 합성단계(S400단계)로 이루어진 비대칭 코어-쉘 나노입자 구조에 기반한 산소환원용 전극촉매 제조방법.
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| US5489563A (en) | 1994-07-29 | 1996-02-06 | Degussa Aktiengesellschaft | Platinum alloy catalyst for fuel cells and method of its production |
| US5498585A (en) | 1993-06-14 | 1996-03-12 | Degussa Aktiengesellschaft | Sulphidized catalyst which contains platinum on activated carbon |
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