KR100719633B1 - 연료전지용 전극 촉매 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 새로운 연료전지용 전극 촉매는 전극 촉매 담체로서의 탄소소재 지지체를 용매와 볼(ball)이 들어 있는 볼 밀링 장치에 넣어 볼 밀링하고, 상기 볼 밀링된 탄소소재 지지체 용액을 건조시켜 비표면적이 증대된 탄소소재 지지체를 제조하고, 백금 용액에 상기 제조된 탄소소재 지지체를 함침시켜 대기 분위기에서 건조하여 백금을 탄소소재 지지체에 담지시키고, 그리고 상기 백금이 담지된 촉매를 수소/질소 혼합가스를 운반기체로 하여 환원시키는 단계에 의하여 제조된다. 본 발명에서는 탄소소재 지지체로서 탄소 나노섬유 또는 탄소 나노튜브가 바람직하게 사용되며, 볼 밀링에 사용되는 용매는 증류수, 메탄올 또는 에탄올이 사용가능하고, 볼은 1∼50 mm 범위의 지름을 갖는 것이 바람직하다. 상기 방법에 따라 탄소소재 지지체를 볼 밀링하면 약 12∼37%의 비표면적이 증가되며, 상기 방법에 따라 제조된 연료전지용 전극 촉매는 백금 또는 백금합금의 담지량이 10∼80 중량%인 것을 특징으로 한다.
연료전지, 탄소나노섬유, 탄소나노튜브, 백금, 백금합금, 볼밀링

Description

연료전지용 전극 촉매 및 그 제조 방법{Catalyst for Fuel Cell Electrode and Method of Preparing Same}
도 1은 본 발명에 따른 실시예 1-4 및 비교실시예 1-2의 방법으로 제조된 백금 담지 촉매에 대한 메탄올 산화반응 활성을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예 2 및 비교실시예 1의 방법으로 제조된 지지체의 표면 성상을 나타낸 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
발명의 분야
본 발명은 연료전지용 탄소 나노섬유(carbon nanofiber) 또는 탄소 나노튜브(carbon nanotube) 담체에 담지된 백금 또는 백금합금 촉매에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 탄소 나노섬유 또는 탄소 나노튜브 담체를 볼 밀링(ball milling)하여 표면적을 증가시킨 담체에 백금 또는 백금합금을 담지하여 볼 밀링 처리를 하지 않은 종래의 탄소 나노섬유나 카본블랙 담체에 담지된 촉매에 비하여 우수한 활성을 갖는 연료전지용 전극 촉매 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
발명의 배경
연료전지는 연료를 직접 산화시켜서 전기를 발생시키기 때문에 에너지 변환 효율이 높고 운전 과정에서 오염물을 발생시키지 않는다는 점에 있어서 오늘날 각광을 받고 있다. 특히 최근에는 환경에 관한 관심이 증가하면서 에너지 효율이 높고 환경오염이 적은 연료전지를 개발하려는 노력이 전 세계적으로 활발히 이루어지고 있다.
연료전지는 작동 온도와 전해질의 종류에 따라 용융탄산염 전해질형 연료전지 (MCFC), 고체산화물 연료전지(SOFC), 인산형 연료전지(PAFC), 고분자 전해질 연료전지(PEMFC), 직접 메탄올 연료전지(DMFC)로 구별된다.
특히, 고분자전해질 연료전지는 높은 출력 밀도, 100℃ 이하의 낮은 작동 온도와 전해질의 높은 부식저항성 등의 장점을 비롯하여 설치장소의 제약이 적고 설비 구조의 단순화 및 소형 설비 가능(수 kW 설비), 높은 안전성, 상온 작동, 짧은 시동 시간(비상용 및 군사용 전원) 등의 장점을 지니고 있다.
고분자전해질 연료전지는 무공해 차량의 동력원, 현지 설치형 발전, 우주선용 전원, 이동용 전원, 군사용 전원 등 매우 다양한 분야에 응용될 수 있다. 그러나 고분자전해질 연료전지는 낮은 온도에서 작동되므로 폐열을 활용할 수 없고 고온에서 작동되는 개질기와 연계하기가 어렵다는 문제점이 있으며 전극촉매로 백금 을 사용하기 때문에 반응기체 내에서의 CO 허용치가 낮고 제조비용을 줄이기 위해서 촉매 함침량을 크게 낮추어야 하는 어려움이 있다. 또한 전해질로 사용하는 고분자막의 값이 매우 비싸고 운전 중에 고분자막의 수분함량 조절이 어렵다는 단점이 있다.
본 발명은 특히 고분자 전해질 연료전지의 성능을 좌우하는 핵심 소재인 전극용 촉매에 관한 것으로 이 분야의 종래기술은 하기와 같다.
종래의 통상적인 연료전지용 촉매는 카본블랙에 담지된 백금 또는 백금합금을 사용하며 이때 백금 또는 백금합금의 함량은 약 20∼60 중량% 범위이다. 연료전지 촉매의 성능을 높이기 위하여 최근 카본블랙보다 우수한 전기전도도, 낮은 황 함량을 갖는 새로운 탄소소재를 촉매의 지지체로써 적용한 사례들이 보고되었다. 한국공개특허 제2004-0000996호에는 화학 기상 증착법을 이용하여 제조한 단일벽 탄소 나노튜브(SWNT) 또는 다중벽 탄소 나노튜브(MWNT) 지지체에 담지한 백금 또는 백금-루테늄 촉매가 기존 카본블랙 지지체에 담지한 촉매에 비하여 우수한 연료전지 활성을 보임이 기재되었으며 이와 유사한 연구 결과가 현재 여러 문헌에서 보고되고 있다(Carbon 30 (2002) 787, J. Phys. Chem. B (2003) 107 6292).
탄소 나노튜브 이외에도 헤링본(Herringbone) 구조를 갖는 탄소 나노섬유(CNF)를 지지체로 사용하여 백금 또는 백금-루테늄을 담지한 촉매가 카본블랙에 담지한 촉매에 비하여 우수한 연료전지 활성을 보이는 것으로 알려져 있으며 이는 탄소 나노섬유가 카본블랙에 비하여 고흑연화도를 갖기 때문에 전기전도도가 높고, 백금 피독물질로 알려져 있는 황의 함량이 현저하게 떨어지는 것에 기인한다고 보 고되었다(J. Phys. Chem. B (2001) 105 1115, J. Phys. Chem. B (2001) 105 8097).
그러나, 기존의 카본블랙 지지체에 비하여 상기와 같은 장점을 가진 탄소 나노섬유 등의 새로운 탄소소재 지지체는 대부분 비표면적이 50-100 m2/g에 불과하기 때문에 백금을 지지체 위에 효과적으로 분산시켜 담지하기가 어렵다는 문제점을 가지고 있다.
본 발명자는 탄소소재 지지체의 문제점을 인식하여 탄소소재 지지체의 비표면적을 증대시켜 지지체 위에 백금 또는 백금합금을 효과적으로 분산시켜 높은 활성을 가지는 본 발명의 연료전지용 전극 촉매를 개발하기에 이른 것이다.
본 발명의 목적은 탄소소재 지지체인 탄소 나노섬유 또는 탄소 나노튜브의 표면적을 증가시켜 백금이나 백금 합금을 고분산으로 담지한 새로운 연료전지용 전극 촉매를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 탄소소재 지지체의 표면적을 증가시켜 백금이나 백금 합금을 고분산으로 담지함으로써 높은 활성을 갖는 새로운 연료전지용 촉매를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 탄소소재 지지체인 탄소 나노섬유 또는 탄소 나노튜브를 볼밀링하여 표면적을 증가시켜 백금이나 백금 합금을 고분산으로 담지하기 위한 연료전지용 전극 촉매를 제조하기 위한 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
발명의 요약
본 발명에 따른 새로운 연료전지용 전극 촉매는 전극 촉매 담체로서의 탄소소재 지지체를 용매와 볼(ball)이 들어 있는 볼 밀링 장치에 넣어 볼 밀링하고, 상기 볼 밀링된 탄소소재 지지체 용액을 건조시켜 비표면적이 증대된 탄소소재 지지체를 제조하고, 백금 용액에 상기 제조된 탄소소재 지지체를 함침시켜 대기 분위기에서 건조하여 백금을 탄소소재 지지체에 담지시키고, 그리고 상기 백금이 담지된 촉매를 수소/질소 혼합가스를 운반기체로 하여 환원시키는 단계에 의하여 제조된다.
본 발명에서는 탄소소재 지지체로서 탄소 나노섬유 또는 탄소 나노튜브가 바람직하게 사용되며, 볼 밀링에 사용되는 용매는 증류수, 메탄올 또는 에탄올이 사용가능하고, 볼은 1∼50 mm 범위의 지름을 갖는 것이 바람직하다. 탄소소재 지지체 1∼10g에 용매 0.1∼10 ℓ및 볼 0.1∼10 ℓ의 양으로 사용한다. 볼 밀링 장치의 회전 속도는 50∼5,000 rpm 범위에서 3∼50 시간 정도 밀링하는 것이 가능하다.
백금 용액은 백금 또는 백금합금 전구체를 용해한 용액으로, 백금합금 전구체로는 염화백금산, 백금염화물, 백금질산화물 등이 있고, 이 때의 용매로는 증류수, 메탄올 또는 에탄올이 사용가능하다.
본 발명의 상기 방법에 따라 탄소소재 지지체를 볼 밀링하면 약 12∼37%의 비표면적이 증가되며, 상기 방법에 따라 제조된 연료전지용 전극 촉매는 백금 또는 백금합금의 담지량이 10∼80 중량%인 것을 특징으로 한다.
하기 첨부된 도면을 참고로 본 발명을 하기에 상세히 설명한다.
발명의 구체예에 대한 상세한 설명
본 발명에 따른 새로운 연료전지용 전극 촉매를 제조하는 방법은 (1) 전극 촉매 담체로서의 탄소소재 지지체를 용매와 볼(ball)이 들어 있는 볼 밀링 장치에 넣어 볼 밀링하고, (2) 상기 볼 밀링된 탄소소재 지지체 용액을 건조시켜 비표면적이 증대된 탄소소재 지지체를 제조하고, (3) 백금 용액에 상기 제조된 탄소소재 지지체를 함침시켜 대기 분위기에서 건조하여 백금을 탄소소재 지지체에 담지시키고, 그리고 (4) 상기 백금이 담지된 촉매를 수소/질소 혼합가스를 운반기체로 하여 환원시키는 4 단계에 의하여 제조된다.
상기 (1) 단계는 촉매 지지체를 볼 밀링에 의하여 분산, 분쇄하는 물리적 개질 공정으로서 탄소소재 지지체로는 탄소 나노섬유 또는 탄소 나노튜브가 바람직하게 사용된다. 상기 탄소나노섬유는 그 형태에 따라 헤링본(Herringbone), 튜불라(Tubular), 플라텔렛(Platelet) 구조를 갖는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 한다. 본 발명에 사용되는 지지체는 탄소 나노섬유 외에 단일벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브도 가능하다.
1∼10g의 탄소나노섬유, 0.1∼10 ℓ의 용매, 볼 밀링에 사용할 1∼50 mm의 지름을 가지는 0.1∼10 ℓ의 볼을 반응기에 넣는다. 상기 용매는 증류수, 메탄올 및 에탄올로 이루어진 군으로부터 선택된다. 상기 볼의 재질은 유리, 지르코니아, 알루미나, 또는 나일론이 바람직하다. 반응기를 볼 밀링 장치에 장착하고 볼 밀링 장치의 회전속도를 50∼5,000 rpm으로 하여 3∼50 시간동안 볼 밀링을 수행한다.
상기 (2) 단계에서는 볼 밀링된 탄소소재 지지체 용액을 건조시켜 비표면적이 증대된 탄소소재 지지체를 제조한다. 볼 밀링 공정이 끝난 후, 시료를 수거하여 일정한 그리드(grid) 크기를 가진 채를 이용하여 볼과 탄소소재 지지체를 분리하고, 분리한 탄소소재 지지체를 다시 110℃에서 12시간 동안 건조하여 비표면적이 증대된 탄소소재 지지체를 얻는다.
상기 (3) 단계는 (2) 단계에서 얻은 탄소소재 지지체를 백금 용액에 함침하여 백금을 지지체에 담지시키는 단계이다. 상기 백금의 담지법은 함침법에 제한되지 않으며 콜로이드법, 침전법의 방법으로도 가능하다. 상기 백금 용액은 백금 또는 백금합금 전구체를 용해한 용액으로, 백금합금 전구체로는 염화백금산(H2PtCl6), 백금염화물(PtCl2), 백금질산화물(Pt(NO3)2) 등이 있고, 이 때의 용매로는 증류수, 메탄올 또는 에탄올이 사용가능하다. 백금 또는 백금합금 전구체를 용매에 녹여 원하는 탄소소재 지지체에 함침법으로 담지한 후, 대기 분위기에서 100∼150℃의 온도를 유지하여 12∼24 시간동안 건조한다. 상기 용매는 증류수, 메탄올, 에탄올로 이루어진 군으로부터 적어도 하나이상 선택된 것을 특징으로 한다. 상기 백금 합금에 사용되는 원소는 Cr, Ni, Mo, Co, Ti, Mn, Fe, Cu, Pd, Os, Ga, Zr, Hf, Ir 또 는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.
상기 (4) 단계는 백금 또는 백금합금 전구체가 담지된 촉매를 환원반응에 의하여 최종적으로 탄소소재 지지체 위에 백금 또는 백금합금이 담지된 촉매를 제조하는 단계이다. 상기 백금이나 백금전구체가 담지된 촉매를 반응기에 넣고, 여기에 부피비 1 : 4의 수소/질소 혼합기체를 흘려주면서 250∼350℃ 의 온도에서 1∼3 시간동안 환원반응을 수행한다. 환원반응이 끝나면 질소 분위기에서 상온으로 냉각한다.
본 발명의 상기 방법에 따라 탄소소재 지지체를 볼 밀링하면 탄소소재 지지체는 약 12∼37%의 비표면적이 증가되며, 상기 방법에 따라 제조된 연료전지용 전극 촉매는 백금 또는 백금합금의 담지량이 10∼80 중량%를 갖게 된다.
본 발명에 따른 연료전지용 전극 촉매의 제조 방법은 하기 실시예에 의해 구체화되며 본 발명에 의하여 제조된 연료전지용 촉매의 활성 및 물성에 대해서는 첨부된 표 및 도면을 참고로 하여 설명하지만 본 발명의 보호범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
A. 볼 밀링법에 의한 탄소 나노섬유의 물리적 개질
지름 5 mm의 유리 볼 300 ml, Herringbone 구조의 탄소 나노섬유 2g, 300 ml의 증류수를 500 ml 용량의 반응기에 넣었다. 반응기를 통상적으로 사용되는 볼 밀링 장치에 장착하였다. 상온의 분위기에서 100 rpm의 회전속도로 3 시간동안 볼 밀 링을 수행하였다.
B. 탄소 나노섬유의 분리건조
볼밀링 공정이 끝난 후, 시료를 수거하여 일정한 그리드 크기를 가진 채를 이용하여 유리 볼과 탄소 나노섬유를 분리하였다. 분리한 탄소 나노섬유를 110℃에서 12시간 동안 건조하였다.
C. 백금전구체의 담지
일반적인 전극촉매 제조방법인 초기함침법을 사용하여 탄소 나노섬유 담지 백금 촉매를 제조하였다. 2.63g의 염화백금산(H2PtCl6) 전구체를 증류수에 녹인 후 5g의 위의 방법으로 개질한 탄소 나노섬유 지지체에 담지하였다. 담지한 촉매를 가열로에 넣고 110℃의 온도에서 12시간동안 대기 분위기에서 건조하였다.
D. 촉매의 환원
위의 방법으로 제조한 촉매에 백금입자를 형성시키기 위하여 탄소 나노섬유 지지체 위에 존재하는 백금전구체를 수소분위기에서 환원하는 공정을 수행하였다. 1g의 상기 촉매를 환원용 초자반응기에 넣었다. 반응기의 온도를 350℃의 온도로 유지하며 수소/질소 (부피비=1:4) 가스를 2 시간동안 흘려주었다. 2시간 경과 후, 운반기체를 질소로 치환하여 반응기에 흘려주며 상온으로 냉각하였다. 이러한 방법 으로 백금의 함량이 20중량% 인 탄소 나노섬유 담지 백금 촉매를 제조하였다.
실시예 2
실시예 1의 A 공정에서 볼 밀링 공정을 9 시간동안 수행한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 3
실시예 1의 A 공정에서 볼 밀링 공정을 17 시간동안 수행한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 4
실시예 1의 A 공정에서 볼 밀링 공정을 24 시간동안 수행한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
비교실시예 1
실시예 1의 A, B 공정을 수행하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
비교실시예 2
탄소 나노섬유 대신 일반적인 연료전지용 촉매의 지지체로 알려진 카본블랙 (Vulcan XC-72)을 백금 담지 촉매의 지지체로서 사용한 것을 제외하고는 상기 비교실시예 1과 동일하게 실시하였다.
비표면적 측정실험 :
상기 실시예 1∼4 및 비교실시예 1∼2에서 각각 백금을 담지하기 전 상태로 존재하는 순수한 탄소 나노섬유의 비표면적을 질소 물리 흡착 실험을 통해 측정하였다. 일정량의 시료를 물리 흡착용 반응기에 넣은 후, 200℃에서 4 시간동안 진공건조를 하여 불순물을 제거하였다. 반응기의 온도를 -196℃로 유지하며 질소흡착 실험을 수행하여 각 시료의 비표면적을 측정하였다. 도 1은 실시예 1-4 및 비교실시예 1-2의 방법으로 제조된 백금 담지 촉매에 대한 메탄올 산화반응 활성을 나타낸 그래프이다.
하기 표 1에서 나타난 바와 같이 볼밀링 공정을 9 시간동안 수행한 실시예 2의 탄소 나노섬유가 가장 높은 표면적을 나타내었고, 볼밀링 공정을 수행하지 않은 비교실시예 1의 탄소 나노섬유에 비하여 35% 이상 증가한 표면적을 보였다.
비교실시예1 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
볼밀링 시간(h) 0 3 9 17 24
표면적 (m2/g) 123 138 169 162 152
연료전지 활성 측정 :
실시예 1∼4와 비교실시예 1∼2에서 제조된 촉매를 사용하여 메탄올 산화반응에서의 반전지 테스트(Half Cell Test)를 수행함으로써 연료전지 활성을 조사하였다.
A. 실험
촉매 0.05g을 에탄올 5 ml, Nafion 50 ㎕ 혼합 용액에 넣어서 1 시간동안 초음파를 가하여 균일하게 분산시켰다. 최종적으로 마그네틱 바(magnetic bar)를 이용하여 15 시간동안 교반함으로써 활성 측정을 위한 촉매 슬러리를 제조하였다. 촉매 슬러리 15 ㎕를 마이크로 피펫으로 취하여 자체 제작한 메탄올 산화반응용 반응기의 작동전극(working electrode) 부분에 균일하게 입혔다(Loading). 기준전극(reference electrode)은 Ag/AgCl saturated in 3M NaCl, 대극(Counter electrode)은 백금 호일(foil)을 각각 사용하였다. 이상의 전극들을 0.5M 황산과 1M 메탄올 혼합 수용액이 반응물로 들어있는 셀에 장착한 후, Cyclic Voltammetry (CV) 실험을 수행하였다. 기준전극 대비 전압은 50 mV/s의 sweep rate로 0∼1V까지 가해주었고, 전압의 변화에 따른 전류밀도를 측정하였다. 이 실험을 20 cycle동안 수행하여 제조한 촉매의 메탄올산화반응활성을 측정하였다.
B. 결과
도 1은 본 발명에 따라 제조된 촉매(실시예 1∼4 및 비교실시예 1∼2)의 메탄올 산화반응에서의 연료전지 활성을 나타낸 그래프이다.
비교실시예 1에 의하여 제조한 촉매는 비교실시예 2에 의하여 제조한 촉매에 비하여 5배 정도 우수한 활성을 나타내었는데 이는 비교실시예 1에서 지지체로 사용한 탄소 나노섬유가 비교실시예 2에서 지지체로 사용한 카본블랙에 비하여 우수한 전기전도도 및 낮은 불순물 함량을 갖는 데에서 기인한다. 또한 Herringbone 구조의 탄소 나노섬유는 카본블랙에 비하여 백금의 흡착점이 많이 존재하여, 백금을 고분산으로 담지하는데 유리한 것으로 알려져 있다(J. Phys. Chem. B 105 (2001) 1115). 본 발명에 따라 제조된 촉매(실시예 1∼4)는 볼 밀링 공정 시간을 9시간 수행한 탄소 나노섬유를 지지체로 사용한 촉매(실시예 2)에서 최대 연료전지 활성을 보였으며, 이때의 활성은 볼 밀링 공정을 수행하지 않은 탄소 나노섬유를 지지체로 사용하여 제조한 비교실시예 1 촉매에 비하여 37% 정도 증가한 활성을 나타내었다. 이러한 활성의 증가는 상기 표 1에서 보는 바와 같이 탄소 나노섬유가 볼 밀링 공정을 통해 물리적으로 분쇄, 분산됨으로써 그 표면적이 증가되었기 때문이다. 이러한 탄소 나노섬유의 표면적 증가는 연료전지 활성금속인 백금을 고분산으로 담지하는데 유리하며 결과적으로 표면적이 가장 크게 증가한 실시예 2의 촉매에서 가장 우수한 연료전지 활성을 나타내었다.
탄소나노섬유의 표면성상 관찰:
상기 가장 우수한 활성을 보인 실시예 2와 비교실시예 1에서 각각 백금이 담지되기 이전의 탄소 나노섬유의 표면성상을 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 관찰하였다. 측정시 전자빔의 가속전압은 10 kV로 하였고, 50,000 배의 배율로 시료의 상을 측정하였다. 도 2에서 보는 바와 같이 볼 밀링 공정에 의하여 제조된 실시예 2의 탄소 나노섬유가 볼 밀링 공정을 수행하지 않은 비교실시예 1의 탄소 나노섬유에 비하여 짧은 섬유상으로 분쇄된 것을 알 수 있으며 이러한 분쇄효과에 의해 실시예 2의 탄소 나노섬유가 비교실시예 1의 경우에 비하여 더 높은 표면적을 보인 것으로 판단된다.
상기 실시예 및 비교실시예를 통해서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 방법에 의하여 제조된 촉매는 단순하고, 경제적인 볼 밀링 공정에 의하여 탄소 나노섬유 지지체의 표면적을 효과적으로 증대시킴으로써 주활성 금속인 백금입자가 고분산으로 담지되기 때문에 종래 기술에 의하여 제조된 촉매에 비하여 우수한 성능을 갖는 연료전지를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (9)

  1. 백금 또는 백금합금을 탄소소재 지지체에 담지하는 연료전지용 촉매의 제조방법에 있어서,
    (1) 전극 촉매 담체로서의 탄소소재 지지체를 증류수, 메탄올 및 에탄올로 이루어진 군으로부터 적어도 하나 이상 선택되는 용매와 볼(ball)이 들어 있는 볼 밀링 장치에 넣어 볼 밀링하고;
    (2) 상기 볼 밀링된 탄소소재 지지체 용액을 건조시켜 비표면적이 증대된 탄소소재 지지체를 제조하고;
    (3) 백금 용액에 상기 제조된 탄소소재 지지체를 함침시켜 대기 분위기에서 건조하여 백금이 탄소소재 지지체에 담지된 촉매를 제조하고; 그리고
    (4) 상기 백금이 담지된 촉매를 수소/질소 혼합가스를 운반기체로 하여 환원시키는;
    단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료전지용 전극 촉매의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 탄소소재 지지체는 탄소나노섬유 또는 탄소나노튜브이며, 상기 탄소나노섬유는 헤링본(Herringbone), 튜불라(Tubular), 플라텔렛(Platelet) 구조를 갖는 군으로부터 적어도 하나이상 선택되고, 상기 탄소나노튜브는 단일벽, 다중벽을 갖는 군으로부터 적어도 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 전극 촉매의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 단계(1)에서 탄소소재 지지체 1∼10g에 용매 0.1∼10 ℓ 및 볼 0.1∼10 ℓ의 양으로 사용하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 전극 촉매의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 볼은 1∼50 mm의 지름을 가지는 것을 특징으로 하는 연료전지용 전극 촉매의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 볼의 재질은 유리, 지르코니아, 알루미나 및 나일론으로 이루어진 군으로부터 적어도 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 전극 촉매의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 볼 밀링 장치의 회전속도는 50∼5,000 rpm으로 하여 3∼50 시간 동안 실시되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 전극 촉매의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 백금용액은 백금 또는 백금합금 전구체를 용해한 용액이며, 상기 백금합금 전구체는 염화백금산(H2PtCl6), 백금염화물(PtCl2), 백금질산화물(Pt(NO3)2)로 이루어진 군으로부터 적어도 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 전극 촉매의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 단계(3)에서 백금의 담지는 함침법, 콜로이드법 또는 침전법으로 탄소소재 지지체에 담지하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 전극 촉매의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 백금합금은 Cr, Ni, Mo, Co, Ti, Mn, Fe, Cu, Pd, Os, Ga, Zr, Hf, Ir 또는 이들의 혼합물과 합금을 이루는 것을 특징으로 하는 연료전지용 전극 촉매의 제조 방법.
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