KR102041110B1 - 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물 및 그 제조 방법 - Google Patents

구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

A-자리 결핍 구조의 란탄 스트론튬 티타네이트 산화물인 모체에 환원 처리를 실시하는 것을 통해 모체의 표면에 구리를 석출시켜 우수한 촉매능 및 뛰어난 열 안정성을 확보할 수 있는 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물은 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
LaxSryTiO3 + Cu
(여기서, 상기 x는 0.2 ~ 0.5이고, 상기 y는 0.2 ~ 0.5임.)

Description

구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물 및 그 제조 방법 {PEROVSKITE TYPE METAL COMPOUND OXIDE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 산화물 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 A-자리 결핍 구조의 란탄 스트론튬 티타네이트 산화물인 모체에 환원 처리를 실시하는 것을 통해 모체의 표면에 구리를 석출시켜 우수한 촉매능 및 뛰어난 열 안정성을 확보할 수 있는 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
고체산화물 전지는 산소 또는 수소 이온 전도성을 띄는 고체 산화물을 전해질막으로 사용하는 전지로 양극에서 산소의 환원반응으로 생성된 산소 이온이 고체 전해질막을 지나 음극으로 이동한 후 음극에 공급된 수소와 반응하면서 물을 생성하고 이때 생성된 전자가 양극으로 전달될 때 발생하는 외부 전류를 이용하게 된다.
이를 위해, 고체산화물 전지는 캐소드 전극, 고체 전해질 및 애노드 전극으로 구성되는 단위 셀을 기본 구성으로 한다. 이때, 고체산화물 전지에서 발생하는 전기를 집전하기 위해 캐소드 전극 및 애노드 전극을 전류 집전체를 이용하여 전기적으로 연결하고 있다.
최근, CO2 및 CO 중 1종 이상의 연료를 SOFC(solid oxide fuel cell) 및 SOEC(solid oxide electrolyzer cell) 시스템에 일회 주입으로 밀폐한 후 지속적인 정반응과 가역반응의 반복을 통해 충방전 개념의 2차 전지로 활용하려는 노력이 진행 중에 있다.
이러한 SOFC(solid oxide fuel cell) 및 SOEC(solid oxide electrolyzer cell) 시스템의 막반응기에 사용하기 위해서는 우수한 촉매능 및 뛰어난 열 안정성을 갖는 금속 산화물이 요구되고 있다.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0046533호(2006.05.17. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 페로브스카이트형 복합 산화물 및 촉매가 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 A-자리 결핍 구조의 란탄 스트론튬 티타네이트 산화물인 모체에 환원 처리를 실시하는 것을 통해 모체의 표면에 구리를 석출시켜 우수한 촉매능 및 뛰어난 열 안정성을 확보할 수 있는 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물은 하기 화학식 1로 표시된다.
[화학식 1]
LaxSryTiO3 + Cu
(여기서, 상기 x는 0.2 ~ 0.5이고, 상기 y는 0.2 ~ 0.5임.)
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물 제조 방법은 출발원료를 용매에 혼합하여 전구체 용액을 형성하는 단계; 상기 전구체 용액을 가열하여 상기 용매를 제거한 후, 하소하여 고형물을 얻는 단계; 상기 고형물을 분쇄하여 펠렛을 형성하는 단계; 상기 펠렛을 소결하여 소결체를 형성하는 단계; 및 상기 소결체를 수소 분위기에서 환원 처리로 구리를 용리시켜 상기 구리가 도핑된 금속 복합산화물을 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 구리가 도핑된 금속 복합산화물은 하기 화학식 1로 표시된다.
[화학식 1]
LaxSryTiO3 + Cu
(여기서, 상기 x는 0.2 ~ 0.5이고, 상기 y는 0.2 ~ 0.5임.)
본 발명에 따른 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물 및 그 제조 방법은 모체가 되는 A-자리 결핍구조 란탄 스트론튬 티타네이트를 제조한 후, 환원 처리를 통해 모체의 결정구조에서부터 표면으로 금속 구리를 석출시키는 방식으로 금속 나노 구리를 형성시켰다.
이 결과, 본 발명에 따른 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물 및 그 제조 방법은 CO/CO2 등의 반응에서 촉매능을 보이는 나노 사이즈의 구리를 막반응기용 촉매로 사용하는 것이 가능하며, 모체에 박혀있는 형태로 자리잡은 금속 나노 형태의 구리가 고온에서도 안정적으로 크기와 모양을 유지하기 때문에 뛰어난 고온 안정성을 확보할 수 있게 된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물 및 그 제조 방법은 석출된 나노 입자 크기의 구리가 800 ~ 1,000℃의 고온에서 형성된 것이므로, 고온의 작동환경을 요하는 장치(SOFC, SOEC 등)에서도 열화나 응집을 방지할 수 있어 구리입자의 크기와 촉매능을 유지하는 것이 가능하므로, 800 ~ 1,000℃의 고온 작동환경에서도 특성이 변화하지 않는다.
또한, 본 발명에 따른 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물 및 그 제조 방법은 모체의 결정구조에서 모체 표면으로의 석출을 통해 형성된 구리가 모체의 표면에 금속을 붙이는 침투(infiltration) 등의 방법과는 달리, 환원 처리를 통한 석출에 의해 모체에 박혀있는 구조이기 때문에 고온에서도 나노미터 단위의 입자 크기를 유지할 수 있게 된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물 및 그 제조 방법은 우수한 촉매능 및 뛰어난 열 안정성을 가지므로, 고체산화물 연료전지의 연료극 등의 고온 안정성을 요구하는 막반응기로서 사용하기 적합하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물 제조 방법을 나타낸 공정 순서도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물 제조 방법을 나타낸 공정 모식도.
도 3 및 도 4는 금속 구리가 침투(infiltration) 대비 용리(exsoltuion)될 시, 고온 안정성이 우수한 이유를 설명하기 위한 모식도.
도 5 내지 도 7은 실시예 1 ~ 3에 따라 제조된 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물을 촬영하여 나타낸 SEM 사진.
도 8 및 도 9는 실시예 2에 따라 제조된 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물에 대한 XRD 분석 결과를 나타낸 그래프.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물
본 발명의 실시예에 따른 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물은 하기 화학식 1로 표시된다.
[화학식 1]
LaxSryTiO3 + Cu
여기서, x는 0.2 ~ 0.5이고, 상기 y는 0.2 ~ 0.5임.)
즉, 본 발명의 실시예에 따른 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물은 LaxSryTiO3로 표현되는 페로브스카이트(simple perovskite) 구조로서, 큐빅 격자(cubic lattice)의 코너 위치인 A-자리(A-site)에는 이온반경이 큰 원소인 란타늄(La)이 위치하고 있으며, 산소이온에 의해 12배위수를 가진다.
그리고, 큐빅 격자의 체심 위치인 B-자리(B-site)에는 원자반경이 작은 스트론튬(Sr)이 위치하고 있으며, 산소이온에 의해서 8면체를 이루고 있고, 큐빅 격자의 각 면심에는 산소이온이 위치하고 있다.
본 발명에서는 A-자리 결핍 구조의 란탄 스트론튬 티타네이트 산화물인 모체에 환원 처리를 실시하는 것을 통해 모체의 표면에 구리를 석출시켜 우수한 촉매능 및 뛰어난 열 안정성을 확보할 수 있는 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물을 제조하였다.
이와 같이, Cu는 환원 처리에 의해 금속 복합산화물의 표면에 석출된 것이다.
이때, Cu는 0.01 ~ 0.10mol%의 비율로 도핑시키는 것이 바람직하며, 상기의 범위로 Cu가 도핑될 시 우수한 촉매능 및 뛰어난 열 안정성을 확보할 수 있게 된다.
이러한 Cu는 환원 처리에 의해 석출되어, 금속 복합산화물의 표면에 일부가 박힌 구조로 램덤하게 분산 배치된다. 이에 따라, Cu는 금속 복합산화물의 표면에 박혀 단단히 고정된다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물은 모체가 되는 A-자리 결핍구조 란탄 스트론튬 티타네이트를 제조한 후, 환원 처리를 통해 모체의 결정구조에서부터 표면으로 금속 구리를 석출시키는 방식으로 금속 나노 구리를 형성시켰다.
이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물은 CO/CO2 등의 반응에서 촉매능을 보이는 나노 사이즈의 구리를 막반응기용 촉매로 사용하는 것이 가능하며, 모체에 박혀있는 형태로 자리잡은 금속 나노 형태의 구리가 고온에서도 안정적으로 크기와 모양을 유지하기 때문에 뛰어난 고온 안정성을 확보할 수 있게 된다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물은 석출된 나노 입자 크기의 구리가 800 ~ 1,000℃의 고온에서 형성된 것이므로, 고온의 작동환경을 요하는 장치(SOFC, SOEC 등)에서도 열화나 응집을 방지할 수 있어 구리입자의 크기와 촉매능을 유지하는 것이 가능하므로, 800 ~ 1,000℃의 고온 작동환경에서도 특성이 변화하지 않는다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물은 모체의 결정구조에서 모체 표면으로의 석출을 통해 형성된 구리가 모체의 표면에 금속을 붙이는 침투(infiltration) 등의 방법과는 달리, 환원 처리를 통한 석출에 의해 모체에 박혀있는 구조이기 때문에 고온에서도 나노미터 단위의 입자 크기를 유지할 수 있게 된다.
구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물 제조 방법
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물 제조 방법을 나타낸 공정 모식도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물 제조 방법은 혼합 단계(S110), 가열 및 하소 단계(S120), 분쇄 단계(S130), 소결 단계(S140) 및 환원 단계(S150)를 포함한다.
혼합
혼합 단계(S110)에서는 출발원료를 용매에 혼합하여 전구체 용액을 형성한다.
이때, 출발원료로는 La, Sr, Ti 및 Cu를 포함하는 질산염, 탄산염 등에서 선택될 수 있다. 보다 구체적으로, 출발원료로는 La2O3, La(NO3)H2O, SrN2O6, SrCO3, Cu(NO3)2 및 TiO2 중 적어도 둘 이상이 이용될 수 있다.
용매는 출발원료를 용해시키기 위해 사용되는 것으로, 순수(DI water) 또는 물(H2O)이 이용될 수 있다.
가열 및 하소
가열 및 하소 단계(S120)에서는 전구체 용액을 가열하여 용매를 제거한 후, 하소하여 고형물을 얻는다.
이때, 전구체 용액의 가열은 용매를 모두 휘발시켜 제거시킬 수 있는 100 ~ 200℃의 온도에서 실시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 단계에서, 하소는 1,000 ~ 1,200℃에서 6 ~ 12시간 동안 실시하는 것이 바람직하다. 하소 온도가 1,000℃ 미만이거나, 하소 시간이 6시간 미만일 경우에는 산화물의 표면이 잘 녹지 않을 우려가 있다. 반대로, 하소 온도가 1,200℃를 초과하거나, 하소 시간이 12시간을 초과할 경우에는 산화물끼리 반응하여 국소적으로 다른 조성을 형성할 수 있으며, 결정립의 크기가 과대하게 커질 우려가 있다.
분쇄
분쇄 단계(S130)에서는 고형물을 분쇄하여 펠렛을 형성한다. 이때, 분쇄는 볼 밀(ball mill)을 이용하여 1 ~ 24시간 동안 실시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
소결
소결 단계(S140)에서는 펠렛을 소결하여 소결체를 형성한다. 이때, 소결은 1,350 ~ 1,500℃에서 5 ~ 20 시간 동안 실시하는 것이 바람직하다. 소결 온도가 1,150℃ 미만이거나, 소결 시간이 5 시간 미만일 경우에는 결정화가 제대로 이루어지지 못하는 관계로 상대밀도가 낮아질 우려가 크다. 반대로, 소결 온도가 1,500℃를 초과하거나, 소결 시간이 20시간을 초과할 경우에는 산화물의 평균입경이 커지고 기공의 성장으로 강도를 저하시키는 요인으로 작용한다.
환원
환원 단계(S150)에서는 소결체를 수소 분위기에서 환원 처리로 구리를 용리시켜 구리가 도핑된 금속 복합산화물을 형성한다.
환원 처리는 5 ~ 10wt%의 H2 분위기에서, 800 ~ 1,000℃에서 10 ~ 20시간 동안 실시하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 구리가 도핑된 금속 복합산화물은 하기 화학식 1로 표시된다.
[화학식 1]
LaxSryTiO3 + Cu
(여기서, 상기 x는 0.2 ~ 0.5이고, 상기 y는 0.2 ~ 0.5임.)
이때, Cu는 0.01 ~ 0.10mol%의 비율로 도핑시키는 것이 바람직하며, 상기의 범위로 Cu가 도핑될 시 우수한 촉매능 및 뛰어난 열 안정성을 확보할 수 있게 된다.
이러한 Cu는 환원 처리에 의해 석출되어, 금속 복합산화물의 표면에 일부가 박힌 구조로 램덤하게 분산 배치된다. 이에 따라, Cu는 금속 복합산화물의 표면에 박혀 단단히 고정된다.
한편, 도 3 및 도 4는 금속 구리가 침투(infiltration) 대비 석출될 시, 고온 안정성이 우수한 이유를 설명하기 위한 모식도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 침투 방법의 경우에는 고온에서 모체(10)의 표면에 금속인 구리(20)를 단순히 붙이는 구조이므로, 고온 안정성이 좋지 않다.
반면, 도 4에 도시된 바와 같이, 환원 처리에 의한 석출 방식은 모체(10)의 표면에 구리(20)가 박혀 있는 구조이다. 이에 따라, 모체(10)에 박혀있는 형태로 자리잡은 금속 나노 형태의 구리(20)가 고온에서도 안정적으로 크기와 모양을 유지하기 때문에 뛰어난 고온 안정성을 확보할 수 있게 된다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 제조되는 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물은 CO/CO2 등의 반응에서 촉매능을 보이는 나노 사이즈의 구리를 막반응기용 촉매로 사용하는 것이 가능하며, 모체에 박혀있는 형태로 자리잡은 금속 나노 형태의 구리가 고온에서도 안정적으로 크기와 모양을 유지하기 때문에 뛰어난 고온 안정성을 확보할 수 있게 된다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 제조된 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물은 석출된 나노 입자 크기의 구리가 800 ~ 1,000℃의 고온에서 형성된 것이므로, 고온의 작동환경을 요하는 장치(SOFC, SOEC 등)에서도 열화나 응집을 방지할 수 있어 구리입자의 크기와 촉매능을 유지하는 것이 가능하므로, 800 ~ 1,000℃의 고온 작동환경에서도 특성이 변화하지 않는다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 제조된 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물은 모체의 결정구조에서 모체 표면으로의 석출을 통해 형성된 구리가 모체의 표면에 금속을 붙이는 침투(infiltration) 등의 방법과는 달리, 환원 처리를 통한 석출에 의해 모체에 박혀있는 구조이기 때문에 고온에서도 나노미터 단위의 입자 크기를 유지할 수 있게 된다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 제조되는 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물은 우수한 촉매능 및 뛰어난 열 안정성을 가지므로, 고체산화물 연료전지의 연료극 등의 고온 안정성을 요구하는 막반응기로서 사용하기 적합하다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 시료 제조
실시예 1
La2O3, SrCO3, Cu(NO3)2 및 TiO2를 화학양론비에 따라 칙량한 후, 물(H2O) 500ml에 혼합하여 전구체 용액을 제조하였다.
다음으로, 전구체 용액을 150℃로 가열하여 물을 제거한 후, 1,000℃에서 8시간 동안 하소하여 고형물을 얻었다.
다음으로, 고형물을 분쇄하여 펠렛을 형성한 후, 펠렛을 1,400℃에서 10 시간 동안 소결하여 소결체를 제조하였다.
다음으로, 소결체를 5wt%의 H2 분위기에서, 1,000℃에서 12시간 동안 환원 처리로 구리를 석출시켜 하기 화학식 2로 표시되는 금속 복합산화물을 제조하였다.
[화학식 2]
La0.4Sr0.4TiO3 + Cu 0.06mol%
실시예 2
900℃에서 환원 처리한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 페로브스카이트계 금속 복합산화물을 제조하였다.
실시예 3
800℃에서 환원 처리한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 페로브스카이트계 금속 복합산화물을 제조하였다.
2. 미세조직 관찰
도 5 내지 도 7은 실시예 1 ~ 3에 따라 제조된 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물을 촬영하여 나타낸 SEM 사진이다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 실시예 1 ~ 3에 따라 제조된 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물은 A-자리 및 B-자리에 위치하는 금속 산화물 이온의 비율을 달리하여 결정구조를 제어하는 것에 의해, A-자리 결핍구조 란탄 스트론튬 티타네이트를 제조한 후, 환원 분위기에서 구리 입자를 석출시켜 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물이 제조된 것을 확인할 수 있다.
이때, 실시예 1 ~ 3에 따라 제조된 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물은 구리가 금속 복합산화물의 표면에 안정적으로 박힌 상태로 관찰되는 것을 확인할 수 있다.
한편, 도 8 및 도 9는 실시예 2에 따라 제조된 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물에 대한 XRD 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, XRD 측정 결과를 통하여 알 수 있듯이 실시예 2에 따라 제조된 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물은 합성 직후와 환원 처리 이후 A-자리 결핍구조 란탄 스트론튬 티타네이트의 결정구조는 모두 안정적인 페로브스카이트 상을 나타내고 있으며, 환원 처리 이후에는 석출된 나노 금속인 구리의 결정면(111)이 나타나는 것을 확인하였다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
S110 : 혼합 단계
S120 : 가열 및 하소 단계
S130 : 분쇄 단계
S140 : 소결 단계
S150 : 환원 단계

Claims (14)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물로서,
    상기 Cu는 0.01 ~ 0.10mol%의 비율로 도핑되어, 촉매능 및 열 안정성을 개선시키며,
    상기 Cu는 환원 처리에 의해 상기 금속 복합산화물의 표면에 석출출되어, 상기 금속 복합산화물의 표면에 일부가 박힌 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물.

    [화학식 1]
    LaxSryTiO3 + Cu
    (여기서, 상기 x는 0.2 ~ 0.5이고, 상기 y는 0.2 ~ 0.5임.)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 Cu는
    환원 처리에 의해 상기 금속 복합산화물의 표면에 석출된 것을 특징으로 하는 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 금속 복합산화물은
    800 ~ 1,000℃의 고온 작동환경에서도 특성이 변화하지 않는 것을 특징으로 하는 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물.
  6. 출발원료를 용매에 혼합하여 전구체 용액을 형성하는 단계;
    상기 전구체 용액을 가열하여 상기 용매를 제거한 후, 하소하여 고형물을 얻는 단계;
    상기 고형물을 분쇄하여 펠렛을 형성하는 단계;
    상기 펠렛을 소결하여 소결체를 형성하는 단계; 및
    상기 소결체를 수소 분위기에서 환원 처리로 구리를 용리시켜 상기 구리가 도핑된 금속 복합산화물을 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 구리가 도핑된 금속 복합산화물은 하기 화학식 1로 표시되며,
    상기 Cu는 0.01 ~ 0.10mol%의 비율로 도핑되어, 촉매능 및 열 안정성을 개선시키며,
    상기 Cu는 환원 처리에 의해 상기 금속 복합산화물의 표면에 석출출되어, 상기 금속 복합산화물의 표면에 일부가 박힌 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물 제조 방법.

    [화학식 1]
    LaxSryTiO3 + Cu
    (여기서, 상기 x는 0.2 ~ 0.5이고, 상기 y는 0.2 ~ 0.5임.)
  7. 제6항에 있어서,
    상기 출발원료는
    La2O3, La(NO3)H2O, SrN2O6, SrCO3, Cu(NO3)2 및 TiO2 중 적어도 둘 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 용매는
    순수(DI water) 또는 물(H2O)인 것을 특징으로 하는 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물 제조 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 하소는
    1,000 ~ 1,200℃에서 6 ~ 12시간 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물 제조 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 소결은
    1,350 ~ 1,500℃에서 5 ~ 20 시간 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물 제조 방법.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 환원 처리는
    5 ~ 10wt%의 H2 분위기에서, 800 ~ 1,000℃에서 10 ~ 20시간 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물 제조 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제6항에 있어서,
    상기 금속 복합산화물은
    800 ~ 1,000℃의 고온 작동환경에서도 특성이 변화하지 않는 것을 특징으로 하는 구리가 도핑된 페로브스카이트계 금속 복합산화물 제조 방법.
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