KR101150843B1 - 질화탄소와 전도성 탄소 지지체를 포함하는 고분자 전해질 연료전지용 캐소드 촉매 제조방법, 고분자 연료전지용 촉매, 고분자 연료전지용 전극 및 고분자 연료전지 - Google Patents

질화탄소와 전도성 탄소 지지체를 포함하는 고분자 전해질 연료전지용 캐소드 촉매 제조방법, 고분자 연료전지용 촉매, 고분자 연료전지용 전극 및 고분자 연료전지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고분자 전해질 연료전지 캐소드 촉매로 사용될 때 산소 환원 활성과 내구성이 향상되며 실제로 연료전지 운전이 가능한 고분자 전해질 연료전지용 캐소드 촉매를 저비용으로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 촉매의 제조방법은, 질소를 포함하는 질화탄소 전구체와 전도성 탄소 지지체를 용매에 투입하여 상기 질화탄소 전구체의 용해와 상기 전도성 탄소 지지체의 분산을 행하여 분산액을 만든 후, 상기 분산액을 건조 및 열처리하여, 상기 전도성 탄소 지지체 상에 질화탄소가 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

질화탄소와 전도성 탄소 지지체를 포함하는 고분자 전해질 연료전지용 캐소드 촉매 제조방법, 고분자 연료전지용 촉매, 고분자 연료전지용 전극 및 고분자 연료전지 {PREPARING METHOD OF CATHODE CATALYST COMPRISING CARBON NITRIDE AND CONDUCTIVE CARBON SUPPORT FOR PEMFC, CATHODE CATALYST FOR PEMFC, ELECTRODE FOR PEMFC AND PEMFC}
본 발명은 고분자 전해질 연료전지(PEMFC, Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells)용으로 적합하게 사용할 수 있는 캐소드 촉매와 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표면에 그라파이트 질화탄소를 분산시켜 형성한 전도성 탄소 지지체로 이루어진 촉매의 제조방법과 이 방법에 의해 제조된 촉매에 관한 것이다.
연료전지는 연료가 갖고 있는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 에너지 변환장치로서, 기존 발전방식의 발전효율(석유 34~40%, 석탄30~36%, 원자력30~35%)보다 우수한 효율을 갖는 발전방식이다. 또 일반전지와 달리 연료의 연속적인 공급이 가능하며, 단위면적 및 단위무게당 높은 출력을 얻을 수 있는 장점을 가지고 있다.
이러한 연료전지 중, 고분자 전해질 연료전지는 보통 액상의 전해질을 사용하는 다른 연료전지와 구별되게 전해질로서 고체인 고분자막을 사용하여 부식문제를 해결할 수 있고 동시에 에너지 변환효율이 우수하고 저온에서도 높은 전류밀도을 얻을 수 있는 장점이 있어, 초기에는 우주항공, 해저개발, 군사용 등의 목적으로 개발되었으나, 최근에는 전기자동차와 같은 자동차용 동력원으로 주목을 받고 있다.
연료전지의 기본 셀은 애노드(anode), 캐소드(cathode), 전해질(electrolyte)의 3대 요소와 촉매 등을 포함하여 이루어지는데, 이중 전극은 촉매층과 지지층으로 구성된다. 촉매층은 고분자 전해질 막과 접촉하여 실질적인 전기화학반응이 일어나는 층으로, 고분자 전해질 연료전지에서 성능을 결정하는 중요한 요소로 작용하는데, 종래 캐소드 촉매로는 탄소 지지체 위에 백금입자를 분산시킨 것이 주로 사용되어 왔으나, 기존의 백금 촉매보다 활성이 우수하여 연료전지 전체 시스템의 효율을 높일 수 있는 새로운 촉매의 개발이 요구되고 있다.
한편, 질화탄소(carbon nitride)는 이론상 다이아몬드보다 더 큰 강도를 가지는 소재로 알려져 있어 다이아몬드를 대체할 물질로서 많은 연구자로부터 연구되어 왔는데, 이 과정에서 질소를 많이 함유한 유기 화합물이 좋은 산화력과 더불어 높은 열적 안정성 등의 특성을 나타내는 것이 발견되어, 최근에는 질화탄소가 내마모성이 요구되는 각종 부품류뿐만 아니라 전자방출재료, 변환 밴드갭 반도체재료 등 그 응용범위가 매우 다양할 수 있음이 보고되고 있고 연료전지의 촉매용으로도 검토되고 있다.
이러한 질화탄소를 제조하는 방법과 관련하여, 미국특허 제6,428,762호에는 할로겐화 트리아진과 알칼리금속질화물을 반응시켜 질화탄소를 합성하는 방법을 개시하고 있으며, 일본공개특허 제2005-1907호에는 시안화물, 아민화합물, 질소 또는 질소함유화합물로부터 선택되는 원료 가스를 분해온도 ~ 분해온도 +100℃의 온도 범위에서 가열분해해 질화탄소를 합성하는 방법을 개시하고 있다. 하지만 이러한 질화탄소 합성법들은 고가의 장비를 사용하여야 할 뿐 아니라 질화탄소 합성수율도 떨어지기 때문에 제조비용이 높은 단점이 있다.
또한, 한국등록특허 제10-0866311호에는 실리카 콜로이달 주형을 사용하여 나노 다공성 그라파이트 탄소 질화물을 합성하는 방법을 개시하고 있는데, 이 방법에 의해 합성된 그라파이트 탄소 질화물은 전기 전도성이 낮아 그 결과 전자 흐름이 용이하지 않고 기존의 연료전지 캐소드 촉매에 비해 촉매 활성이 떨어지기 때문에 고분자 전해질 연료전지용 캐소드 촉매로 사용하기에는 기술적 한계를 가지고 있다.
본 발명은 전술한 종래의 질화탄소 합성시의 문제점과 합성된 질화탄소의 촉매 활성이 떨어지는 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 간단한 공정을 통해 질소를 풍부하게 함유하는 질화탄소가 전도성 탄소 지지체 상에서 분산 형성된 구조를 얻을 수 있어, 연료전지 캐소드 촉매로 사용될 때 산소 환원 활성과 내구성이 향상되며 실제로 연료전지 운전이 가능한 고분자 전해질 연료전지용 캐소드 촉매를 제조할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 높은 촉매 활성을 나타내는 질화탄소가 표면에 분산 형성된 전도성 탄소 지지체로 이루어진 고분자 전해질 연료전지용 캐소드 촉매와 이 촉매를 포함하는 전극 및 이 전극을 포함하는 고분자 전해질 연료전지를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 질소를 포함하는 질화탄소 전구체와 전도성 탄소 지지체를 용매에 투입하여 상기 질화탄소 전구체의 용해와 상기 전도성 탄소 지지체의 분산을 행하여 분산액을 만든 후, 상기 분산액을 건조 및 열처리하여, 상기 전도성 탄소 지지체 상에 질화탄소가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는, 전도성 탄소 지지체와 질화탄소를 포함하는 고분자 전해질 연료전지용 캐소드 촉매의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 방법은, 전도성 탄소 지지체 상에서 도 1에 도시된 바와 같이 질화탄소 전구체가 단계적 축합반응을 일으켜, 다른 공정을 거치지 않고도 높은 수율로 질화탄소가 전도성 탄소 지지체 상에 분산 형성된 형태의 구조를 간단하게 얻을 수 있게 된다.
또한, 상기 분산액은 질화탄소 전구체를 용매에 용해한 후 전도성 탄소 지지체를 분산시키거나, 전도성 탄소 지지체를 용매에 분산시킨 후 질화탄소 전구체를 용해하거나, 용매에 전도성 탄소 지지체와 질화탄소 전구체를 투입한 후 질화탄소 전구체의 용해와 전도성 탄소 지지체의 분산을 동시에 수행하는 등 질화탄소 전구체와 전도성 탄소 지지체의 투입 순서에 관계없이 다양한 방법에 의해 만들어질 수 있다.
또한, 상기 용매는 질화탄소 전구체를 용해할 수 있고 저온에서 용매를 건조제거할 수 있는 물질이면 어느 것이나 사용될 수 있으며, 증류수 또는 탈이온수와 같은 물이나, 아세톤 또는 알코올(ROH)은 질화탄소 전구체를 쉽게 용해하면서도 100℃ 이하의 비교적 저온에서 빠른 속도로 건조할 수 있어 바람직하다.
또한, 상기 질화탄소 전구체는 멜라민(2-amino-4,6-dichlorotriazine), 염화시아눌(cyanuric chloride), 시안아미드화칼슘(calcium cyanamide), 나트륨아미드(sodium amide), 멜렘(2,5,8-triamino-tri-s-triazine), 시안아미드(cyanamide), 2시안2아미드(dicyandiamide) 및 이들의 화합물 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전도성 탄소 지지체는 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 탄소나노튜브(CNT:CArbon Nanotube), 흑연, 그라핀(Graphene), 흑연나노섬유(GNF:Graphite Nanofiber) 및 플러렌으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 건조 공정은 60 ~ 150℃에서 행하는 것이 바람직한데, 이는 60℃ 미만에서는 건조 속도가 떨어져 비효율적이고, 150℃를 초과할 경우에는 용매가 급격히 끓거나 질화탄소 전구체를 산화시킬 수 있기 때문이다.
또한, 상기 열처리 공정은 400 ~ 600℃에서 행하는 것이 바람직한데, 이는 400℃ 미만에서는 질화탄소의 기본 단위인 멜렘(melem)이 형성되는 과정이 보여질 뿐 단계적 축합반응에 의한 고도로 규칙 배열된 구조를 가지며 질소가 풍부한 질화탄소가 제조되지 않기 때문이고, 600℃를 초과하게 되면 질화탄소의 구조가 붕괴되어 질소의 비율이 현저하게 떨어지기 때문이다.
또한, 본 발명은 상기한 방법을 통해, 질화탄소가 전도성 탄소 지지체 상에 분산 형성된 구조를 갖는 고분자 전해질 연료전지용 캐소드 촉매와 이 촉매를 포함하는 캐소드 전극 및 고분자 전해질 연료전지를 제공한다.
본 발명에 의해 제조되는 질화탄소의 방법을 사용하면 단계적 축합 반응에 의한 간단한 방법으로 제조할 수 있으며, 다른 공정을 거치지 않고 높은 수율로 질화탄소를 합성할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의해 제조된 질화탄소/전도성탄소지지체 촉매를 연료전지 촉매로 이용하면, 기존의 질화탄소 촉매보다 캐소드 촉매로서 산소 환원 활성을 높이고 안정적인 연료전지 성능을 얻을 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고분자 전해질 연료전지용 캐소드 촉매를 제조함에 있어서, 질화탄소의 축합반응 구조를 나타낸 도식도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 C3N4-CNT 촉매전극과 비교예에 따른 C3N4 촉매전극의 전류밀도를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예와 비교예 설명을 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로 이에 의해 본 발명의 권리범위가 축소 및 한정되는 것은 아니다.
<실시예>
본 발명의 실시예에서는 질소를 포함하는 질화탄소 전구체로서 2시안2아미드(DCDA)를 사용하고 이를 용해하기 위한 용매로는 증류수를 사용하였으며, 전도성 탄소 지지체로는 탄소나노튜브(CNT)를 사용하였다.
구체적으로, 1g의 2시안2아미드(DCDA)를 100ml의 증류수에 넣고 상온에서 자석교반자를 이용하여 1시간 동안 교반하여 충분히 용해된 2시안2아미드 수용액을 얻었다.
이와 얻어진 2시안2아미드 수용액에 탄소나노튜브(CNT) 0.2g을 넣고 1시간 정도 자석교반자를 이용하여 교반하여, 투입된 탄소나노튜브가 충분히 분산되도록 함으로써, 탄소나노튜브 분산액을 얻었다.
이와 같이 얻어진 탄소나노튜브 분산액을 감압증류기를 이용하여 80℃에서 2시간 동안 감압증류하여 분산액을 구성하는 대부분의 수분을 증발시킨 후 80℃에서 10시간 동안 건조하여 수분을 대부분 제거함으로써, 2시안2아미드 성분이 탄소나노튜브의 표면에 고르게 부착되도록 한다. 한편, 본 발명의 실시예에서는 80 ~ 90℃에서 건조공정을 수행하였으나, 에탄올이나 알코올과 같은 다른 용매를 사용할 경우에는 해당 용매의 증발속도에 맞추어 다양한 온도조건으로 건조공정을 수행할 수 있다.
상기와 같은 건조과정을 통해 얻어진 2시안2아미드 성분이 부착된 탄소나노튜브를 열처리 로에 투입한 후, 아르곤 가스 분위기 하에서 400℃에서 4시간 동안 가열하여 2시안2아미드와 탄소나노튜브 간의 반응을 통해 탄소나노튜브 상에 C3N4가 분산 형성된 구조의 촉매(이하, 'C3N4-CNT 촉매'라 함)를 얻었다.
이와 같은 과정을 통해 제조한 C3N4-CNT 촉매 30mg을 에탄올 1㎖와 듀퐁사의 나피온 용액 50㎕ 혼합 용액에 넣어 교반하여 전극 슬러리를 제조하였다.
이와 같이 제조한 전극 슬러리를 회전 디스크 전극(Rotating Disk Electrode)에 40㎕ 떨어뜨린 후, 80℃에서 1시간 동안 건조하여 작업전극(이하, 'C3N4-CNT 촉매전극'이라 함)을 제조하였다.
<비교예>
본 발명의 실시예에 따른 C3N4-CNT 촉매전극과 대비하기 위해, 종래의 방법으로 합성된 질화탄소(C3N4)를 촉매로 사용한 전극을 제조하였다.
구체적으로, 전도성 탄소지지체가 없이 합성된 C3N4 30mg을 에탄올 1㎖와 듀퐁사의 나피온 용액 50㎕ 혼합 용액에 넣어 교반하여 전극 슬러리를 제조한 후, 본 발명의 실시예와 동일하게 회전 디스크 전극 (Rotating Disk Electrode)에 40㎕ 떨어뜨리고, 80℃에서 1시간 동안 건조하여 작업전극(이하, 'C3N4 촉매전극'이라 함)을 제조하였다.
이상과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 C3N4-CNT 촉매전극와 비교예에 따른 C3N4 촉매전극을 기준 전극 및 상대전극과 함께 0.1M 황산 전해액에 담근 후, 전극의 회전 속도를 500rpm으로 고정한 후, 1시간 동안 전해액 중 산소의 농도를 1×10-6 mol/㎤ 이상이 되도록 산소를 불어넣었다.
이때 1.2V에서 0V까지 2mV/s의 속도로 전위를 주사하여 전류-전위 곡선을 얻었으며, 산소 환원 개시와 0.3V에서의 전류밀도를 비교하여 산소환원활성을 평가하였다.
도 2는 본 발명의 실시예(C3N4-CNT)와 비교예(C3N4)에 의해 제조된 캐소드 촉매 전극의 전류-전위 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 2에서 확인되는 바와 같이, 비교예에 따른 C3N4 촉매전극의 산소환원 개시 전위는 약 0.52V이며, 0.4V에서의 전류밀도는 1.5mA/㎠였다. 이에 비해, 본 발명의 실시예에 따른 C3N4-CNT 촉매전극의 산소환원 개시 전위는 약 0.63V 이상이고, 0.4V에서의 전류밀도는 2mA/㎠로 비교예에 따른 C3N4 촉매전극보다 캐소드 촉매로서의 활성이 월등히 우수함을 확인할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따르면 종래의 방법에 의해 합성된 C3N4 촉매보다 우수한 촉매활성을 나타내는 구조체를 간단한 방법을 통해 저비용을 제조할 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만. 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에서 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (10)

  1. 질소를 포함하는 질화탄소 전구체와 전도성 탄소 지지체를 용매에 투입하여 상기 질화탄소 전구체의 용해와 상기 전도성 탄소 지지체의 분산을 행하여 분산액을 만든 후, 상기 분산액을 건조 및 열처리하여, 상기 전도성 탄소 지지체 상에 질화탄소가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는, 전도성 탄소 지지체와 질화탄소를 포함하는 고분자 전해질 연료전지용 캐소드 촉매의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 분산액은 상기 질화탄소 전구체를 용매에 용해한 후 상기 전도성 탄소 지지체를 분산시키는 방법에 의해 만들어지는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 연료전지용 캐소드 촉매의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 용매는 물, 아세톤 또는 알코올(ROH)인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 연료전지용 캐소드 촉매의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 질화탄소 전구체는 멜라민(2-amino-4,6-dichlorotriazine), 염화시아눌(cyanuric chloride), 시안아미드화칼슘(calcium cyanamide), 나트륨아미드(sodium amide), 멜렘(2,5,8-triamino-tri-s-triazine), 시안아미드(cyanamide), 2시안2아미드(dicyandiamide) 및 이들의 화합물 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 연료전지용 캐소드 촉매의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 전도성 탄소 지지체는 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 탄소 나노튜브(CNT:CArbon Nanotube), 흑연, 그라핀(Graphene), 흑연 나노 섬유(GNF:Graphite Nanofiber) 및 플러렌으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 연료전지용 캐소드 촉매의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 건조는 60 ~ 100℃에서 행하는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 연료전지용 캐소드 촉매의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 열처리는 400 ~ 600℃에서 행하는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 연료전지용 캐소드 촉매의 제조방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따라 제조된 탄소 지지체와 질화탄소를 포함하는 고분자 전해질 연료전지용 캐소드 촉매.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따라 제조된 탄소 지지체와 질화탄소를 포함하는 고분자 전해질 연료전지용 전극.
  10. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따라 제조된 탄소 지지체와 질화탄소를 포함하는 고분자 전해질 연료전지.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106391090A (zh) * 2016-11-04 2017-02-15 南京工业大学 一种碳担载氮化碳光催化材料及其制备方法
KR20230099268A (ko) 2021-12-27 2023-07-04 포항공과대학교 산학협력단 유기계 기반의 미반응 암모니아 제거용 전기화학시스템
KR20240029614A (ko) 2022-08-25 2024-03-06 포항공과대학교 산학협력단 선택적 암모니아산화반응을 활용한 암모니아 제거용 촉매물질

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101505285B1 (ko) * 2012-05-29 2015-03-24 현대중공업 주식회사 산소환원 반응 촉매 제조 방법 및 그 촉매, 이를 이용한 금속-공기 전지용 전극
KR101347789B1 (ko) * 2012-05-31 2014-01-06 인하대학교 산학협력단 카본 나이트라이드(ｃ3ｎ4)-그래핀 복합체 제조방법 및 이에 의해 제조되는 카본 나이트라이드(ｃ3ｎ4)-그래핀 복합체
KR101420653B1 (ko) * 2012-12-28 2014-07-21 포항공과대학교 산학협력단 고분자 전해질 연료전지의 양극 촉매 및 이의 제조방법
CN103506141B (zh) * 2013-09-29 2015-08-19 太原理工大学 一种可见光光催化材料的制备及其应用的方法
CN103928691B (zh) * 2014-04-10 2016-07-06 哈尔滨工业大学 直接甲醇燃料电池铂基催化剂载体及其制备方法
CN104617306B (zh) * 2015-01-17 2017-04-05 哈尔滨工业大学 一种质子交换膜燃料电池铂基催化剂载体及其制备方法
KR102024897B1 (ko) 2016-06-08 2019-09-24 주식회사 엘지화학 카본 나이트라이드와 그래핀 옥사이드의 자기조립 복합체 및 그 제조방법, 이를 적용한 양극 및 이를 포함하는 리튬-황 전지
CN106328242B (zh) * 2016-08-24 2018-09-18 广州倬粤动力新能源有限公司 一种氮化碳包覆的超导石墨烯电极材料及其制备方法
CN107732208B (zh) * 2017-10-16 2020-05-12 河源广工大协同创新研究院 纳米硫/氮化碳复合正极材料的制备方法
CN108579789B (zh) * 2018-05-07 2021-06-01 常州大学 一种氮化碳/氧化石墨烯复合材料的应用
KR20200086080A (ko) 2019-01-08 2020-07-16 인하대학교 산학협력단 니켈 및 철이 도핑된 질화탄소를 포함하는 산소발생반응용 촉매 및 이의 제조방법
CN109529908A (zh) * 2019-01-13 2019-03-29 大连理工大学 一种多孔g-C3N4材料的制备方法及其应用
CN112071463B (zh) * 2020-09-07 2022-03-18 陕西科技大学 一种氮化碳电极材料的制备方法
CN113118451B (zh) * 2021-03-26 2022-01-21 中南大学 一种应用于高效二氧化碳还原反应生成一氧化碳的镁单原子催化剂的制备方法
KR20230081648A (ko) * 2021-11-30 2023-06-07 코오롱인더스트리 주식회사 연료전지용 촉매, 그의 제조방법, 그를 포함하는 촉매층, 막-전극 어셈블리 및 연료전지
CN116371446A (zh) * 2023-04-19 2023-07-04 中国科学院生态环境研究中心 铁氮化合物-碳纳米管复合材料、制备方法及应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050107491A (ko) * 2003-03-06 2005-11-11 도레이 가부시끼가이샤 고분자 전해질 재료, 고분자 전해질 부품, 막 전극 복합체및 고분자 전해질형 연료 전지
JP2010067509A (ja) 2008-09-11 2010-03-25 Nissan Motor Co Ltd 電極触媒
KR20100063481A (ko) * 2008-12-03 2010-06-11 주식회사 동진쎄미켐 연료 전지용 담지 촉매의 제조 방법
KR20100094892A (ko) * 2009-02-19 2010-08-27 한국생산기술연구원 고분자 전해질 연료전지용 촉매의 복합 탄소 지지체와, 그 고분자 전해질 연료전지용 촉매와, 촉매를 포함하는 전극과, 전극을 포함하는 막-전극 접합체 및 막-전극 접합체를 포함하는 고분자 전해질 연료전지

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050107491A (ko) * 2003-03-06 2005-11-11 도레이 가부시끼가이샤 고분자 전해질 재료, 고분자 전해질 부품, 막 전극 복합체및 고분자 전해질형 연료 전지
JP2010067509A (ja) 2008-09-11 2010-03-25 Nissan Motor Co Ltd 電極触媒
KR20100063481A (ko) * 2008-12-03 2010-06-11 주식회사 동진쎄미켐 연료 전지용 담지 촉매의 제조 방법
KR20100094892A (ko) * 2009-02-19 2010-08-27 한국생산기술연구원 고분자 전해질 연료전지용 촉매의 복합 탄소 지지체와, 그 고분자 전해질 연료전지용 촉매와, 촉매를 포함하는 전극과, 전극을 포함하는 막-전극 접합체 및 막-전극 접합체를 포함하는 고분자 전해질 연료전지

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106391090A (zh) * 2016-11-04 2017-02-15 南京工业大学 一种碳担载氮化碳光催化材料及其制备方法
KR20230099268A (ko) 2021-12-27 2023-07-04 포항공과대학교 산학협력단 유기계 기반의 미반응 암모니아 제거용 전기화학시스템
KR20240029614A (ko) 2022-08-25 2024-03-06 포항공과대학교 산학협력단 선택적 암모니아산화반응을 활용한 암모니아 제거용 촉매물질

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