KR102317733B1 - Catalyst compound, water electrolyser comprising thereof and synthetic method of catalyst compound - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시에에 따르면, 하기 화학식 1로 표시되는 촉매 화합물이 제공된다.
[화학식 1]
M-IraRubOx
상기 화학식 1에서 M은 알칼리 금속 및 알칼리토금속 중 선택되는 적어도 1종 이상이고, a와 b는 0과 1 사이의 수이고, X는 0보다 큰 수이다.
According to one embodiment of the present invention, there is provided a catalyst compound represented by the following formula (1).
[Formula 1]
M-Ir a Ru b O x
In Formula 1, M is at least one selected from alkali metals and alkaline earth metals, a and b are numbers between 0 and 1, and X is a number greater than 0.

Description

촉매 화합물, 촉매 화합물을 포함하는 수전해조 및 촉매 화합물 제조방법{CATALYST COMPOUND, WATER ELECTROLYSER COMPRISING THEREOF AND SYNTHETIC METHOD OF CATALYST COMPOUND}Catalyst compound, a water electrolyzer containing the catalyst compound, and a method for preparing a catalyst compound

본 발명은 산소발생반응을 촉진하기 위한 촉매와 촉매 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a catalyst for accelerating an oxygen evolution reaction and a method for preparing the catalyst.

수소와 산소는 많은 분야에서 널리 이용되고 있다. 수소와 산소를 생산하기 위한 장비 중 수전해조는 전기를 이용하여 수소와 산소를 만들어낼 수 있다는 점에서 친환경적이라는 큰 장점을 갖는다. 이에 따라, 전기를 이용한 수전해조와 관련하여 많은 기술들이 연구 개발되고 있다.Hydrogen and oxygen are widely used in many fields. Among the equipment for producing hydrogen and oxygen, the water electrolyzer has a great advantage of being environmentally friendly in that it can generate hydrogen and oxygen using electricity. Accordingly, many technologies are being researched and developed in relation to a water electrolyzer using electricity.

전기를 이용한 수전해조는 친환경적이라는 이점을 갖고 있으나, 그 효율이 상대적으로 낮을 수 있다는 큰 단점을 가지고 있다. 이에 따라 수소와 산소를 생산하는 과정에서 상대적으로 많은 전기가 소모되고, 전기 생산에 필요한 자원을 생각했을 때, 수전해조가 갖는 친환경적 이점이 상실될 수 있다는 문제가 있다.A water electrolyzer using electricity has the advantage of being eco-friendly, but has a big disadvantage that its efficiency may be relatively low. Accordingly, a relatively large amount of electricity is consumed in the process of producing hydrogen and oxygen, and when considering the resources required for electricity production, there is a problem that the eco-friendly advantage of the water electrolyzer may be lost.

이에 따라, 전기를 상대적으로 조금 사용하고도 많은 수소와 산소를 생산할 수 있는 효율 높은 수전해조에 대한 필요성이 증가하고 있다.Accordingly, the need for a highly efficient water electrolyzer capable of producing a lot of hydrogen and oxygen with relatively little electricity is increasing.

본 발명은 산소발생반응에 대한 촉매 활성이 높고, 내구성이 우수한 촉매를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a catalyst having high catalytic activity for oxygen evolution and excellent durability.

또한, 본 발명은 제조 공정을 단순화하여 촉매를 대량 생산할 수 있는 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of mass-producing a catalyst by simplifying the manufacturing process.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 하기 화학식 1로 표시되는 촉매 화합물이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a catalyst compound represented by the following Chemical Formula 1 is provided.

[화학식 1][Formula 1]

M-IraRubOx M-Ir a Ru b O x

상기 화학식 1에서 M은 알칼리 금속 및 알칼리토금속 중 선택되는 적어도 1종 이상이고, a와 b는 0과 1 사이의 수이고, X는 0보다 큰 수이다 In Formula 1, M is at least one selected from alkali metals and alkaline earth metals, a and b are numbers between 0 and 1, and X is a number greater than 0.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 리튬(Li)을 포함하는, 촉매 화합물이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a catalyst compound comprising lithium (Li) is provided.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 촉매 화합물 내 리튬(Li):이리듐(Ir):루테늄(Ru)의 몰비는 3:5:2인, 촉매 화합물이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a molar ratio of lithium (Li): iridium (Ir): ruthenium (Ru) in the catalyst compound is 3:5:2, there is provided a catalyst compound.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 촉매 화합물 내 포함된 이리듐의 질량의 금속 M에 대한 질량의 비(이리듐 질량/금속 M 질량)는 40 내지 50인, 촉매 화합물이 제공된다.According to one embodiment of the present invention, the ratio of the mass of the mass of iridium contained in the catalyst compound to the metal M (mass of iridium/mass of metal M) is 40 to 50, there is provided a catalyst compound.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 비정질성을 띠는, 촉매 화합물이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a catalyst compound having amorphous properties is provided.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 산소발생반응이 발생하는 애노드; 상기 애노드와 이격되어 제공되는 캐소드; 및 상기 캐소드와 상기 애노드 사이에 제공되는 전해질층을 포함하고, 상기 애노드 상에는 촉매 화합물이 제공되고, 상기 촉매 화합물은 하기 화학식 1로 표시된다.According to an embodiment of the present invention, the anode in which the oxygen evolution reaction occurs; a cathode provided spaced apart from the anode; and an electrolyte layer provided between the cathode and the anode, wherein a catalyst compound is provided on the anode, and the catalyst compound is represented by Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

M-IraRubOx M-Ir a Ru b O x

상기 화학식 1에서 M은 알칼리 금속 및 알칼리토금속 중 선택되는 적어도 1종 이상이고, a와 b는 0과 1 사이의 수이고, X는 0보다 큰 수이다.In Formula 1, M is at least one selected from alkali metals and alkaline earth metals, a and b are numbers between 0 and 1, and X is a number greater than 0.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 산소발생반응이 발생하는 애노드; 상기 애노드와 이격되어 제공되는 캐소드; 및 상기 캐소드와 상기 애노드 사이에 제공되는 전해질층을 포함하고, 상기 애노드 상에는 촉매 화합물이 제공되고, 상기 촉매 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 수전해조가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, the anode in which the oxygen evolution reaction occurs; a cathode provided spaced apart from the anode; and an electrolyte layer provided between the cathode and the anode, wherein a catalyst compound is provided on the anode, and the catalyst compound is provided in a water electrolyzer represented by Chemical Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

M-IraRubOx M-Ir a Ru b O x

상기 화학식 1에서 M은 알칼리 금속 및 알칼리토금속 중 선택되는 적어도 1종 이상이고, a와 b는 0과 1 사이의 수이고, X는 0보다 큰 수이다.In Formula 1, M is at least one selected from alkali metals and alkaline earth metals, a and b are numbers between 0 and 1, and X is a number greater than 0.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1의 M은 리튬(Li)이고, 상기 촉매 화합물은 상기 산소발생반응을 활성시키는, 수전해조가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a water electrolyzer, wherein M in Formula 1 is lithium (Li), and the catalyst compound activates the oxygen evolution reaction.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 촉매 화합물 내 리튬(Li):이리듐(Ir):루테늄(Ru)의 몰비는 3:5:2인, 수전해조가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a molar ratio of lithium (Li): iridium (Ir): ruthenium (Ru) in the catalyst compound is 3:5:2, a water electrolyzer is provided.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이리듐 전구체와 루테늄 전구체를 혼합하는 제1 단계; 제1 단계 생성물에 알칼리금속 수산화물 또는 알칼리토금속 수산화물을 첨가하는 제2 단계; 제2 단계 생성물을 가열하는 제3 단계; 및 제3 단계 생성물을 세척 및 여과하고 건조하는 제4 단계를 포함하고, 제4 단계 생성물은 하기 화학식 1로 표시되는 촉매 화합물인 촉매 화합물 제조 방법이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a first step of mixing the iridium precursor and the ruthenium precursor; a second step of adding an alkali metal hydroxide or alkaline earth metal hydroxide to the product of the first step; a third step of heating the second step product; and a fourth step of washing, filtering, and drying the third step product, wherein the fourth step product is a catalyst compound represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

M-IraRubOx M-Ir a Ru b O x

상기 화학식 1에서 M은 알칼리 금속 및 알칼리토금속 중 선택되는 적어도 1종 이상이고, a와 b는 0과 1 사이의 수이고, X는 0보다 큰 수이다.In Formula 1, M is at least one selected from alkali metals and alkaline earth metals, a and b are numbers between 0 and 1, and X is a number greater than 0.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상게 제1 단계에서 상기 이리듐 전구체와 상기 루테늄 전구체의 중량비는 1:1인, 촉매 화합물 제조 방법이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a weight ratio of the iridium precursor and the ruthenium precursor in the first step is 1:1, a method for preparing a catalyst compound is provided.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 단계에서 첨가된 상기 이리듐 전구체와 상기 루테늄 전구체의 중량의 합과 상기 제2 단계에서 첨가된 알칼리금속 수산화물 또는 알칼리토금속 수산화물의 중량의 비는 1:10인, 촉매 화합물 제조 방법이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, the ratio of the sum of the weights of the iridium precursor and the ruthenium precursor added in the first step to the weight of the alkali metal hydroxide or alkaline earth metal hydroxide added in the second step is 1:10 A method for preparing a phosphorus, catalyst compound is provided.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 단계 및 제3 단계에서 상기 이리듐 전구체와 상기 루테늄 전구체는 상기 알칼리금속 수산화물 또는 알칼리토금속 수산화물과 반응하여, 수산화물 형태로 제공되는, 촉매 화합물 제조 방법이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, in the second and third steps, the iridium precursor and the ruthenium precursor are reacted with the alkali metal hydroxide or alkaline earth metal hydroxide, and provided in the form of a hydroxide, a method for preparing a catalyst compound is provided .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 알칼리금속 수산화물 또는 알칼리토금속 수산화물은 리튬 수산화물(LiOH)을 포함하는, 촉매 화합물 제조 방법이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, the alkali metal hydroxide or alkaline earth metal hydroxide includes lithium hydroxide (LiOH), a method for preparing a catalyst compound is provided.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 산소발생반응에 대한 촉매 활성이 높고, 내구성이 우수한 촉매를 제공할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, it is possible to provide a catalyst having high catalytic activity for oxygen evolution and excellent durability.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 촉매를 대량 생산할 수 있는 제조방법을 제공할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a manufacturing method capable of mass-producing a catalyst.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수전해조를 나타낸 투시 사시도이다.
도 2은 본 발명의 실시예와 비교예에 따른 촉매 화합물을 포함하는 전극의 방전 효율을 나타낸 그래프이다.
도 3는 본 발명의 실시예와 비교예에 따른 촉매 화합물의 내구성을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예와 비교예에 따른 촉매 화합물의 X-선 분말 회절도이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 화합물 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
1 is a perspective view showing a water electrolyzer according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing the discharge efficiency of an electrode including a catalyst compound according to Examples and Comparative Examples of the present invention.
3 is a graph showing the durability of catalyst compounds according to Examples and Comparative Examples of the present invention.
4 is an X-ray powder diffraction diagram of catalyst compounds according to Examples and Comparative Examples of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method for preparing a catalyst compound according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 수전해조의 애노드 표면에서 산소발생반응(Oxygen Evolution Reaction)을 촉진하는 촉매 화합물이 제공된다. 촉매 화합물이 산소발생반응을 촉진시킴으로써, 촉매 화합물을 포함하는 수전해조의 전기분해 효율이 크게 향상될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a catalyst compound that promotes an oxygen evolution reaction on the anode surface of a water electrolyzer. When the catalyst compound promotes the oxygen evolution reaction, the electrolysis efficiency of the water electrolyzer containing the catalyst compound can be greatly improved.

촉매 화합물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다. 구체적으로, 촉매 화합물은 알칼리금속 및 알칼리토금속 중 선택되는 적어도 1종의 금속과 이리듐(Ir) 및 루테늄(Ru)이 조합된 3원계 금속 화합물일 수 있다.The catalyst compound may be represented by Formula 1 below. Specifically, the catalyst compound may be a ternary metal compound in which at least one metal selected from alkali metals and alkaline earth metals and iridium (Ir) and ruthenium (Ru) are combined.

[화학식 1][Formula 1]

M-IraRubOx M-Ir a Ru b O x

상기 화학식 1에서 M은 알칼리금속 및 알칼리토금속 중 선택되는 적어도 1종 이상이고, a와 b는 0과 1 사이의 수이고, X는 0보다 큰 수이다.In Formula 1, M is at least one selected from alkali metals and alkaline earth metals, a and b are numbers between 0 and 1, and X is a number greater than 0.

촉매 화합물은 상술한 것과 같이 수전해조의 애노드 표면에 제공되어 아래와 같은 산소발생반응을 촉진할 수 있다. 산소발생반응은 예를 들어, 아래와 같은 반응을 포함할 수 있다.The catalyst compound may be provided on the surface of the anode of the water electrolyzer as described above to promote the following oxygen evolution reaction. The oxygen evolution reaction may include, for example, the following reaction.

산소발생반응(Oxygen Evolution Reaction): 2H2O -> 4H+ + e- + O2 Oxygen Evolution Reaction: 2H 2 O -> 4H + + e - + O 2

촉매 화합물은 산소발생반응에 참여하여, 반응의 활성 에너지(Activation Energy)를 낮출 수 있다. 이에 따라, 수전해조의 전기분해 효율이 향상될 수 있다. The catalyst compound may participate in the oxygen evolution reaction, thereby lowering the activation energy of the reaction. Accordingly, the electrolysis efficiency of the water electrolyzer may be improved.

촉매 화합물은 본 발명의 일 실시예에 따르면 리튬(Li)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 촉매 화합물은 아래 화학식 1-1을 갖는 화합물일 수 있다.The catalyst compound may include lithium (Li) according to an embodiment of the present invention. Specifically, the catalyst compound may be a compound having Formula 1-1 below.

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Li-IraRubOx Li-Ir a Ru b O x

상기 화학식 1-1에서 a와 b는 0과 1 사이의 수이고, X는 0보다 큰 수이다.In Formula 1-1, a and b are numbers between 0 and 1, and X is a number greater than 0.

촉매 화합물은 이에 따라 알칼리금속 및 알칼리토금속 중 선택되는 적어도 1종의 금속과 이리듐(Ir) 및 루테늄(Ru)이 조합된 3원계 금속 화합물일 수 있다. 본원 발명의 일 실시예에 따른 촉매 화합물은 리튬(Li), 이리듐(Ir), 및 루테늄(Ru)을 포함함으로써 산소발생반응에 대한 활성이 높으면서도 내구성이 우수하다. 구체적으로, 루테늄(Ru)을 포함하는 종래의 촉매의 경우 산소발생반응에 대한 활성은 우수하지만 전해질에서 금속 용출이 발생한다는 문제가 있었다. 이에 상대적으로 촉매의 활성은 떨어지지만 금속 용출의 문제를 방지할 수 있는 이리듐(Ir)을 촉매에 함께 사용함으로써, 종래의 촉매가 가진 내구성 저하 문제를 해결할 수 있다. 아울러, 촉매 화합물에 루테늄(Ru) 및 이리듐(Ir)과 함께 사용된 리튬(Li)은 촉매 합성 과정에서 이리듐과 루테늄 전구체를 수산화물 상태로 바꿔 촉매의 활성과 내구성을 증가시킨다.Accordingly, the catalyst compound may be a ternary metal compound in which at least one metal selected from alkali metals and alkaline earth metals and iridium (Ir) and ruthenium (Ru) are combined. The catalyst compound according to an embodiment of the present invention includes lithium (Li), iridium (Ir), and ruthenium (Ru), and thus has high activity for oxygen evolution and excellent durability. Specifically, in the case of a conventional catalyst containing ruthenium (Ru), although the activity for the oxygen evolution reaction is excellent, there is a problem that metal elution occurs in the electrolyte. Although the activity of the catalyst is relatively low, by using iridium (Ir) together with the catalyst, which can prevent the problem of metal elution, the problem of deterioration in durability of the conventional catalyst can be solved. In addition, lithium (Li) used together with ruthenium (Ru) and iridium (Ir) in the catalyst compound changes the iridium and ruthenium precursors to a hydroxide state during catalyst synthesis to increase the activity and durability of the catalyst.

촉매 화합물은 이에 따라 이리듐(Ir) 및 리튬(Li)을 이용하여 루테늄(Ru) 촉매의 금속 용출 문제를 해결하면서도, 리튬(Li)을 함께 사용함으로써 이리듐(Ir)에 의한 촉매 활성 저하를 방지할 수 있다.Accordingly, the catalyst compound uses iridium (Ir) and lithium (Li) to solve the metal elution problem of the ruthenium (Ru) catalyst, while using lithium (Li) together to prevent degradation of the catalyst activity due to iridium (Ir). can

촉매 화합물은 리튬(Li):이리듐(Ir):루테늄(Ru)의 몰 비가 3:5:2일 수 있다. 아울러, 촉매 화합물 내 포함된 이리듐의 질량의 리튬에 대한 질량 비(이리듐 질량/리튬 질량)은 약 40 내지 약 50일 수 있다. 촉매 화합물이 상술한 범위의 조성을 가짐으로써, 촉매 화합물이 우수한 촉매 활성 및 내구성을 나타낼 수 있다.The catalyst compound may have a molar ratio of lithium (Li): iridium (Ir): ruthenium (Ru) of 3:5:2. In addition, the mass ratio of the mass of iridium contained in the catalyst compound to lithium (mass of iridium/mass of lithium) may be about 40 to about 50. When the catalyst compound has a composition within the above-mentioned range, the catalyst compound can exhibit excellent catalytic activity and durability.

이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 화합물의 구성에 대하여 살펴보았다. 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 화합물을 포함하는 수전해조의 구조 및 수전해조 내 촉매 화합물의 기능에 대하여 더 자세히 살펴보고자 한다.In the above, the composition of the catalyst compound according to an embodiment of the present invention has been described. Hereinafter, the structure of the water electrolyzer including the catalyst compound according to an embodiment of the present invention and the function of the catalyst compound in the water electrolyzer will be looked at in more detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수전해조를 나타낸 투시 사시도이다.1 is a perspective view showing a water electrolyzer according to an embodiment of the present invention.

도 1에 따른 수전해조(1000)는 물의 전기분해를 수행할 수 있는 장치이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수전해조(1000)는 앞서 설명한 촉매 화합물을 포함한다. 따라서, 촉매 화합물에 대한 설명은 내용의 중복을 피하기 위하여 이하에서는 생략하고자 한다.The water electrolyzer 1000 according to FIG. 1 is a device capable of performing electrolysis of water. The water electrolyzer 1000 according to an embodiment of the present invention includes the catalyst compound described above. Therefore, the description of the catalyst compound will be omitted below in order to avoid duplication of content.

수전해조(1000)는 애노드(10), 캐소드(20), 및 분리막(30)을 포함한다.The water electrolyzer 1000 includes an anode 10 , a cathode 20 , and a separator 30 .

애노드(10)은 앞서 검토한 바와 같이 산소발생반응이 일어나는 장소이다. 애노드(10)에서 발생하는 산소발생반응은 아래와 같은 반응을 포함할 수 있다.The anode 10 is a place where the oxygen evolution reaction occurs, as discussed above. The oxygen evolution reaction occurring in the anode 10 may include the following reaction.

산소발생반응: 2H2O → 4H+ + 4e- + O2 Oxygen evolution reaction: 2H 2 O → 4H + + 4e - + O 2

애노드(10)에서 일어나는 상술한 산소발생반응을 촉진시키기 위하여 애노드(10)상에는 촉매 화합물이 제공된다. 촉매 화합물은 상술한 반응의 활성화 에너지를 낮춤으로써 반응을 촉진한다. 이에 따라, 수전해조(1000)의 효율이 향상될 수 있다.A catalyst compound is provided on the anode 10 in order to promote the above-described oxygen evolution reaction occurring in the anode 10 . The catalyst compound promotes the reaction by lowering the activation energy of the above-mentioned reaction. Accordingly, the efficiency of the water electrolyzer 1000 may be improved.

애노드(10)과 이격된 형태로 수전해조(1000) 내에는 캐소드(20)가 제공된다.A cathode 20 is provided in the water electrolyzer 1000 in a spaced apart form from the anode 10 .

캐소드(20)에서는 수소발생 반응이 발생할 수 있다. 수소발생 반응은 아래와 같은 반응을 포함할 수 있다.At the cathode 20 , a hydrogen evolution reaction may occur. The hydrogen evolution reaction may include the following reactions.

수소발생반응 : 4H+ + 4e- → 2H2 Hydrogen evolution: 4H + + 4e - → 2H 2

캐소드(20)과 애노드(10) 사이에는 분리막(30)이 제공된다.A separator 30 is provided between the cathode 20 and the anode 10 .

분리막(30)은 캐소드(20)에서 발생한 수소 기체와 애노드(10)에서 발생한 산소 기체가 혼합되는 것을 방지할 수 있다.The separation membrane 30 may prevent the hydrogen gas generated from the cathode 20 and the oxygen gas generated from the anode 10 from mixing.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 애노드(10) 상에 제공된 촉매 화합물이 애노드(10)에서 발생하는 산소발생반응을 촉진/활성시키고 이에 따라 수전해조 효율이 향상될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the catalyst compound provided on the anode 10 promotes/activates the oxygen evolution reaction occurring in the anode 10, and thus the water electrolyzer efficiency can be improved.

외부전원(40)은 수전해조(1000)에 전원을 인가한다. 외부전원(40)은 애노드(10) 및 캐소드(20)와 각각 연결되어 전류를 인가한다. 외부전원(40)에 의하여 애노드(10) 및 캐소드(20) 상에서 각각 산소발생반응과 수소발생반응이 일어날 수 있다.The external power source 40 applies power to the water electrolyzer 1000 . The external power source 40 is respectively connected to the anode 10 and the cathode 20 to apply a current. Oxygen generation reaction and hydrogen generation reaction may occur on the anode 10 and the cathode 20 by the external power source 40, respectively.

수전해조(1000) 내부에는 전해질이 제공될 수 있다. 전해질은 애노드(10)와 캐소드(20)를 침지시키는 형태로 제공될 수 있다. 전해질의 종류는 다양할 수 있다. 예를 들어, 전해질은 물(H2O) 또는 고분자 수용액일 수 있다.An electrolyte may be provided inside the water electrolyzer 1000 . The electrolyte may be provided in the form of immersing the anode 10 and the cathode 20 . The type of electrolyte may be varied. For example, the electrolyte may be water (H 2 O) or an aqueous polymer solution.

이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 화합물의 구성 및 촉매 화합물을 포함하는 수전해조의 구성에 대하여 살펴보았다. 다만, 이상에서 개시된 수해전조는 예시적인 형태에 불과하며, 통상의 기술자는 본원 발명에 따른 촉매 화합물을 활용하는 범위 내에서 다양한 형태의 수전해조를 사용할 수 있다.In the above, the composition of the catalyst compound and the composition of the water electrolyzer including the catalyst compound according to an embodiment of the present invention have been described. However, the water electrolyzer disclosed above is only an exemplary form, and a person skilled in the art may use various types of water electrolyzer within the scope of utilizing the catalyst compound according to the present invention.

이하에서는 본 발명의 일 실시에에 따른 촉매 화합물의 유리한 효과에 대하여 실시예와 비교예 시험 데이터 비교를 통해 살펴보고자 한다.Hereinafter, the advantageous effects of the catalyst compound according to an embodiment of the present invention will be examined by comparing the test data of Examples and Comparative Examples.

도 2은 본 발명의 실시예와 비교예에 따른 촉매 화합물을 포함하는 전극의 방전 효율을 나타낸 그래프이다.2 is a graph showing the discharge efficiency of an electrode including a catalyst compound according to Examples and Comparative Examples of the present invention.

도 2에는 실시예 1과 비교예 1, 2, 3의 촉매 화합물을 포함한 전극의 방전 효율을 전압에 대한 전류 밀도 그래프로 나타냈다.2 shows the discharge efficiency of the electrodes including the catalyst compounds of Example 1 and Comparative Examples 1, 2, and 3 as a graph of current density versus voltage.

실시예 1과 비교예 1 내지 3에 따른 촉매 화합물의 조성은 아래 표 1과 같다.Compositions of the catalyst compounds according to Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 are shown in Table 1 below.

비고note 촉매 조성catalyst composition 실시예 1Example 1 Li-Ir0.5Ru0.5Ox Li-Ir 0.5 Ru 0.5 O x 실시예 2Example 2 Li-Ir0.3Ru0.7Ox Li-Ir 0.3 Ru 0.7 O x 비교예 1Comparative Example 1 상용 IrO2 (TKK-IrOx)Commercial IrO2 (TKK-IrOx) 비교예 2Comparative Example 2 Li-IrOxLi-IrOx 비교예 3Comparative Example 3 Li-RuOxLi-RuOx

실시예 1의 촉매 화합물은 수중에서 이리듐 전구체와 루테늄 전구체를 5:5의 비율로 첨가하고 과량의 질산나트륨(NaNO3)과 함께 혼합한 후, 다시 수산화리튬 과량을 첨가하여 제조하였다.The catalyst compound of Example 1 was prepared by adding an iridium precursor and a ruthenium precursor in a ratio of 5:5, mixing with an excess of sodium nitrate (NaNO 3 ), and then adding an excess of lithium hydroxide again.

실시예 2의 촉매 화합물은 실시예 1의 촉매 화합물과 동일하게 제조하되 이리듐 전구체와 루테늄 전구체를 3:7의 비율로 첨가하여 제조하였다.The catalyst compound of Example 2 was prepared in the same manner as the catalyst compound of Example 1, except that the iridium precursor and the ruthenium precursor were added in a ratio of 3:7.

비교예 1의 촉매 화합물은 상용되는 IrO2 촉매를 이용하였다(TKK 社). 또한, 비교예 2의 촉매 화합물은 리튬(Li)과 이리듐(Ir)으로 구성되었으며 비교예 3의 촉매 화합물은 리튬(Li)과 루테늄(Ru)으로 구성되었다.As the catalyst compound of Comparative Example 1, a commercially available IrO 2 catalyst was used (TKK Corporation). In addition, the catalyst compound of Comparative Example 2 was composed of lithium (Li) and iridium (Ir), and the catalyst compound of Comparative Example 3 was composed of lithium (Li) and ruthenium (Ru).

실시예 1, 실시예 2, 및 비교예 1 내지 비교예 3의 촉매 화합물을 포함하는 애노드를 구성하고, 애노드만을 갖는 반쪽 전지(Half Cell)를 만들어 전기적 특성을 평가하였다.Examples 1, 2, and Comparative Examples 1 to 3, comprising an anode comprising the catalyst compound, and a half cell (Half Cell) having only the anode was evaluated for electrical properties.

실시예와 비교예의 촉매 화합물을 반쪽 전지의 애노드에 제공한 후 전기적 특성을 시험하였다. 실시예와 비교예에 따른 촉매 화합물을 포함한 반쪽 전지의 전압에 따른 전류 밀도(Current density)를 평가하였다.After providing the catalyst compounds of Examples and Comparative Examples to the anode of the half cell, electrical properties were tested. Current density according to voltage of the half-cell including the catalyst compound according to Examples and Comparative Examples was evaluated.

도 2에서 볼 수 있듯이 실시예 1과 실시예 2에 따른 반쪽 전지는 비교예 1 내지 비교예 3에 따른 반쪽 전지에 비하여 높은 전류 밀도를 갖는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 촉매 화합물의 산소발생반응에 대한 활성 효과가 우수함을 알 수 있다.As can be seen from FIG. 2 , it can be seen that the half-cells according to Examples 1 and 2 have higher current densities than the half-cells according to Comparative Examples 1 to 3. Therefore, it can be seen that the active effect of the catalyst compound according to the present invention on the oxygen evolution reaction is excellent.

도 3는 본 발명의 실시예와 비교예에 따른 촉매 화합물의 내구성을 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the durability of catalyst compounds according to Examples and Comparative Examples of the present invention.

도 3에 도시된 데이터를 표 2에 함께 나타내었다. 도 3와 표 2에 개시된 실시예 1, 실시예 2와 비교예 1 내지 비교예 3은 앞서 도 2에서 서술한 실시예 및 비교예의 반쪽 전지와 동일한 것이다.The data shown in FIG. 3 are shown together in Table 2. Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 shown in FIG. 3 and Table 2 are the same as the half cells of the Example and Comparative Example described in FIG. 2 above.

전압
(10mA/cm2에서 측정)
Voltage
(Measured at 10mA / cm 2)
내구성
(ADT 후 10mA/cm2에서의 전압 차이)
durability
(voltage difference at 10mA/cm 2 after ADT)
실시예 1Example 1 1.50V1.50V 16mV16mV 실시예 2Example 2 1.49V1.49V 41mV41mV 비교예 1Comparative Example 1 1.56V1.56V 16mV16mV 비교예 2Comparative Example 2 1.53V1.53V 6mV6mV 비교예 3Comparative Example 3 -- --

도 3와 표 2에서 확인할 수 있듯이, 실시예 1 및 실시에 2에 따른 반쪽 전지는 측정된 전압이 각각 1.50V와 1.49V로 비교예에 따른 반쪽 전지에 비하여 전압이 낮은 것을 확인할 수 있었다. 이는 실시예에 따른 촉매 화합물이 수분해 반응에 대한 포텐셜 에너지를 낮추었음을 의미한다. 또한, 이는 실시예에 따른 촉매 화합물이 애노드에서 발생하는 산소발생반응을 촉진시킴을 의미한다.As can be seen in FIG. 3 and Table 2, the half-cells according to Examples 1 and 2 had measured voltages of 1.50V and 1.49V, respectively, which was lower than that of the half-cells according to Comparative Example. This means that the catalyst compound according to the embodiment lowered the potential energy for the hydrolysis reaction. In addition, this means that the catalyst compound according to the embodiment promotes the oxygen evolution reaction occurring at the anode.

다음으로 실시예와 비교예에 따른 촉매 화합물의 내구성을 평가하였다. 내구성은 반쪽 전지 제작 직후에 10mA/cm2에서 전압을 측정하고, 다음으로 반쪽 전지에 10mA/cm2의 전류를 2시간 동안 인가한 후의 전압을 측정한 다음 두 시점에서 측정된 전압의 차를 계산함으로써 평가하였다(ADT 테스트).Next, durability of catalyst compounds according to Examples and Comparative Examples was evaluated. For durability, measure the voltage at 10 mA/cm 2 immediately after the half-cell is manufactured, then measure the voltage after applying a current of 10 mA/cm 2 to the half-cell for 2 hours, and then calculate the difference between the voltages measured at the two time points was evaluated by doing (ADT test).

평가 결과 실시예 1의 촉매 화합물은 ADT 테스트 전후의 전압 차이가 상대적으로 작은 것을 확인할 수 있었다. 이는 ADT 테스트 후에도 촉매가 실질적으로 열화 없이 기능함을 보여준다.As a result of the evaluation, it was confirmed that the voltage difference between the catalyst compound of Example 1 before and after the ADT test was relatively small. This shows that even after the ADT test, the catalyst functions substantially without degradation.

도 2 내지 도 3를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 화합물은 제조 시에 이리듐 전구체와 루테늄 전구체의 중량 비율을 1:1로 배합하였을 때 우수한 촉매 활성 및 내구성을 나타냄을 확인할 수 있다. 이때 제조된 촉매 화합물은 리튬(Li):이리듐(Ir):루테늄(Ru)의 몰 비가 3:5:2일 수 있다. 아울러, 촉매 화합물 내 포함된 이리듐의 질량의 리튬에 대한 질량 비(이리듐 질량/리튬 질량)은 약 40 내지 약 50일 수 있다. 촉매 화합물이 상술한 범위의 조성을 가짐으로써, 촉매 화합물이 우수한 촉매 활성 및 내구성을 나타낼 수 있다.2 to 3 , it can be confirmed that the catalyst compound according to an embodiment of the present invention exhibits excellent catalytic activity and durability when the weight ratio of the iridium precursor and the ruthenium precursor is mixed at 1:1. . In this case, the prepared catalyst compound may have a molar ratio of lithium (Li): iridium (Ir): ruthenium (Ru) of 3:5:2. In addition, the mass ratio of the mass of iridium contained in the catalyst compound to lithium (mass of iridium/mass of lithium) may be about 40 to about 50. When the catalyst compound has a composition within the above-mentioned range, the catalyst compound can exhibit excellent catalytic activity and durability.

도 4는 본 발명의 실시예와 비교예에 따른 촉매 화합물의 X-선 분말 회절도이다.4 is an X-ray powder diffraction diagram of catalyst compounds according to Examples and Comparative Examples of the present invention.

도 4를 검토한 결과, 본 발명의 실시예에 따른 촉매 화합물은 비교예에 따른 촉매 화합물에 비하여 높은 비정질성을 가짐을 알 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 화합물은 비정질성의 3원계 금속 화합물의 형태를 갖고, 이는 높은 촉매 활성 및 용출 방지와 같은 내구성에 기여함을 알 수 있다.As a result of examining FIG. 4 , it can be seen that the catalyst compound according to the embodiment of the present invention has higher amorphism than the catalyst compound according to the comparative example. Accordingly, it can be seen that the catalyst compound according to an embodiment of the present invention has the form of an amorphous ternary metal compound, which contributes to high catalytic activity and durability such as elution prevention.

이때 촉매 화합물이 비정질성을 갖는다는 것은 촉매 화합물을 구성하는 3원계 금속 원자가 규칙적으로 배열되지 않은 비정형 배열을 갖는다는 것을 의미한다. 아울러, 촉매 화합물이 비정질성을 갖는다는 것이 촉매 화합물에 결정구조를 갖는 영역이 전혀 없다는 것을 의미하는 것은 아니다. 촉매 화합물은 3원계 금속 원자가 규칙적으로 배열된 결정성 영역과 3원계 금속 원자가 규칙적으로 배열되지 않은 비정질성 영역을 모두 포함한다. In this case, the fact that the catalyst compound has amorphous properties means that the ternary metal atoms constituting the catalyst compound have an irregular arrangement in which they are not regularly arranged. In addition, the fact that the catalyst compound is amorphous does not mean that there is no region having a crystal structure in the catalyst compound. The catalyst compound includes both a crystalline region in which ternary metal atoms are regularly arranged and an amorphous region in which ternary metal atoms are not arranged regularly.

이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 화합물의 구성과 그에 따른 유리한 효과에 대하여 살펴보았다. 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 화합물 제조 방법에 대하여 더 자세히 살펴보고자 한다.In the above, the composition of the catalyst compound according to an embodiment of the present invention and advantageous effects thereof have been examined. Hereinafter, a method for preparing a catalyst compound according to an embodiment of the present invention will be described in more detail.

도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 화합물 제조 방법을 나타낸 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a method for preparing a catalyst compound according to an embodiment of the present invention.

도 5에 따르면, 촉매 화합물을 제조하기 위하여 먼저 이리듐 전구체와 루테늄 전구체를 혼합한다(제1 단계, S100). 이리듐 전구체와 루테늄 전구체는 상술한 것과 같이 중량으로 1:1의 비율 또는 3:7의 비율로 혼합될 수 있다. 상술한 범위로 이리듐 전구체와 루테늄 전구체를 혼합시킴으로써 높은 촉매 활성을 가지면서도 내구성이 우수한 촉매 화합물을 제조 가능하다. 이에 대한 내용은 앞서 살펴본 바와 같다. 아울러, 이리듐 전구체와 루테늄 전구체는 물과 질산나트륨의 존재 하에서 혼합되고 교반될 수 있다.According to FIG. 5 , an iridium precursor and a ruthenium precursor are first mixed to prepare a catalyst compound (first step, S100 ). The iridium precursor and the ruthenium precursor may be mixed in a ratio of 1:1 or 3:7 by weight as described above. By mixing the iridium precursor and the ruthenium precursor within the above range, it is possible to prepare a catalyst compound having high catalytic activity and excellent durability. The contents of this are the same as described above. In addition, the iridium precursor and the ruthenium precursor may be mixed and stirred in the presence of water and sodium nitrate.

다음으로, 제1 단계(S100)에서 생성된 혼합물에 알칼리금속 수산화물 또는 알칼리토금속 수산화물을 첨가한다(S200). 이때 알칼리금속 수산화물 또는 알칼리토금속 수산화물은 예를 들어 수산화리튬(LiOH), 수산화칼륨 (KOH), 수산화나트륨 (NaOH) 일 수 있다. 수산화리튬을 첨가하는 경우, 수산화리튬은 이리듐 전구체와 루테늄 전구체에 비하여 과량 첨가될 수 있다. 예를 들어, 수산화리튬의 첨가량은 중량으로 이리듐 전구체와 루테늄 전구체의 첨가량의 약 10배일 수 있다. 수산화리튬을 과량 첨가함으로써 다음 단계에서 수산화리튬에 의한 이리듐 전구체와 루테늄 전구체의 수산화물 형태로 전환이 더 활발히 진행될 수 있다.Next, an alkali metal hydroxide or alkaline earth metal hydroxide is added to the mixture generated in the first step (S100) (S200). At this time, the alkali metal hydroxide or alkaline earth metal hydroxide may be, for example, lithium hydroxide (LiOH), potassium hydroxide (KOH), sodium hydroxide (NaOH). When lithium hydroxide is added, lithium hydroxide may be added in excess compared to the iridium precursor and the ruthenium precursor. For example, the addition amount of lithium hydroxide may be about 10 times the addition amount of the iridium precursor and the ruthenium precursor by weight. By adding an excessive amount of lithium hydroxide, the conversion of the iridium precursor and the ruthenium precursor to the hydroxide form by lithium hydroxide can be more active in the next step.

다음으로, 제2 단계(S200)에서 생성된 혼합물은 가열된다(S300). 가열 공정은 여러 단계에 걸쳐 수행될 수 있다. 이때, 가열 공정은 서로 다른 공정 온도에서 2회 이상 수행될 수 있다. 예를 들어, 제2 단계의 생성물은 먼저 약 90도씨 내지 약 110도씨 범위에서 가열될 수 있다. 첫 번째 가열 과정에서 혼합물에 포함된 수분이 제거될 수 있다. 다음으로 첫 번째 가열 과정을 마친 후 열처리가 수행될 수 있다. 열처리는 약 400도씨 내지 약 500도씨에서 수행될 수 있다. 열처리 공정에서 리튬, 루테늄, 및 이리듐이 서로 반응할 수 있다. 예를 들어, 리튬 수산화물에 의해 이리듐 전구체와 루테늄 전구체가 수산화물 형태로 전환될 수 있다.Next, the mixture generated in the second step (S200) is heated (S300). The heating process may be performed over several steps. In this case, the heating process may be performed two or more times at different process temperatures. For example, the product of the second stage may first be heated in a range from about 90 degrees Celsius to about 110 degrees Celsius. During the first heating process, moisture contained in the mixture may be removed. Next, after completing the first heating process, heat treatment may be performed. The heat treatment may be performed at about 400 degrees Celsius to about 500 degrees Celsius. In the heat treatment process, lithium, ruthenium, and iridium may react with each other. For example, an iridium precursor and a ruthenium precursor may be converted into a hydroxide form by lithium hydroxide.

다음으로, 3단계에서 생성된 화합물을 세척, 여과, 및 건조한다(S400). 세척은 예를 들어, 생성물을 증류수에 넣고 교반함으로써 수행할 수 있다. 여과 및 건조는 종래에 사용되는 방법을 이용하여 수행할 수 있으며 그 방법에 별다른 제약은 없다.Next, the compound produced in step 3 is washed, filtered, and dried (S400). Washing can be performed, for example, by placing the product in distilled water and stirring. Filtration and drying may be performed using a conventionally used method, and there is no particular restriction on the method.

상술한 것과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 화합물은 혼합 및 가열 과정을 통해 제조될 수 있다. 특히 수산화 리튬을 이용하여 이리듐 전구체와 루테늄 전구체를 수산화물 형태로 전환함으로써 촉매를 상대적으로 간단한 공정으로 대량 생산 가능하다. 또한, 수산화물 형태로 전환된 이리듐 전구체와 루테늄 전구체가 비정질성을 가짐으로써 촉매 활성 및 촉매 내구성이 향상될 수 있다.As described above, the catalyst compound according to an embodiment of the present invention may be prepared through mixing and heating processes. In particular, the catalyst can be mass-produced in a relatively simple process by converting the iridium precursor and the ruthenium precursor into the hydroxide form using lithium hydroxide. In addition, since the iridium precursor and the ruthenium precursor converted to the hydroxide form have amorphous properties, catalyst activity and catalyst durability may be improved.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art or those having ordinary knowledge in the technical field will not depart from the spirit and technical scope of the present invention described in the claims to be described later. It will be understood that various modifications and variations of the present invention can be made without departing from the scope of the present invention.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.Accordingly, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.

삭제delete

Claims (13)

하기 화학식 1로 표시되며, 산소발생반응을 촉진시키는 촉매 화합물:
[화학식 1]
M-IraRubOx
상기 화학식 1에서 M은 리튬(Li)을 포함하고, a와 b는 0과 1 사이의 수이고,
X는 0보다 큰 수이고
상기 리튬은 상기 촉매 화합물 합성 과정에서 이리듐과 루테늄 전구체를 수산화물 상태로 바꿔 상기 촉매 화합물이 비정질 구조를 갖는다.
A catalyst compound represented by the following formula (1) and accelerating the oxygen evolution reaction:
[Formula 1]
M-Ir a Ru b O x
In Formula 1, M includes lithium (Li), a and b are numbers between 0 and 1,
X is a number greater than 0
The lithium converts iridium and ruthenium precursors into a hydroxide state in the process of synthesizing the catalyst compound, so that the catalyst compound has an amorphous structure.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 촉매 화합물 내 리튬(Li):이리듐(Ir):루테늄(Ru)의 몰비는 3:5:2인, 촉매 화합물.
According to claim 1,
The molar ratio of lithium (Li): iridium (Ir): ruthenium (Ru) in the catalyst compound is 3:5:2.
제1항에 있어서,
상기 촉매 화합물 내 포함된 이리듐의 질량의 금속 M에 대한 질량의 비(이리듐 질량/금속 M 질량)는 40 내지 50인, 촉매 화합물.
According to claim 1,
The ratio of the mass of the mass of iridium contained in the catalyst compound to the metal M (mass of iridium/mass of metal M) is 40-50.
삭제delete 산소발생반응이 발생하는 애노드;
상기 애노드와 이격되어 제공되는 캐소드; 및
상기 캐소드와 상기 애노드 사이에 제공되는 전해질층을 포함하고,
상기 애노드 상에는 촉매 화합물이 제공되고,
상기 촉매 화합물은 하기 화학식 1로 표시되고, 리튬은 상기 촉매 화합물 합성 과정에서 이리듐과 루테늄 전구체를 수산화물 상태로 바꿔 상기 촉매 화합물이 비정질 구조를 갖는, 수전해조:
[화학식 1]
M-IraRubOx
상기 화학식 1에서 M은 리튬(Li)을 포함하고, a와 b는 0과 1 사이의 수이고, X는 0보다 큰 수이다.
an anode where oxygen evolution occurs;
a cathode provided spaced apart from the anode; and
An electrolyte layer provided between the cathode and the anode,
A catalyst compound is provided on the anode,
The catalyst compound is represented by the following Chemical Formula 1, and lithium changes the iridium and ruthenium precursors to a hydroxide state in the process of synthesizing the catalyst compound, and the catalyst compound has an amorphous structure.
[Formula 1]
M-Ir a Ru b O x
In Formula 1, M includes lithium (Li), a and b are numbers between 0 and 1, and X is a number greater than 0.
제6항에 있어서,
상기 화학식 1의 M은 리튬(Li)이고,
상기 촉매 화합물은 상기 산소발생반응을 활성시키는, 수전해조.
7. The method of claim 6,
M in Formula 1 is lithium (Li),
The catalyst compound activates the oxygen evolution reaction, a water electrolyzer.
제6항에 있어서,
상기 촉매 화합물 내 리튬(Li):이리듐(Ir):루테늄(Ru)의 몰비는 3:5:2인, 수전해조.
7. The method of claim 6,
The molar ratio of lithium (Li): iridium (Ir): ruthenium (Ru) in the catalyst compound is 3:5:2.
이리듐 전구체와 루테늄 전구체를 혼합하는 제1 단계;
제1 단계 생성물에 리튬(Li)을 첨가하는 제2 단계;
제2 단계 생성물을 가열하는 제3 단계; 및
제3 단계 생성물을 세척 및 여과하고 건조하는 제4 단계를 포함하고,
제4 단계 생성물은 하기 화학식 1로 표시되는 촉매 화합물이고,
상기 리튬은 상기 촉매 화합물 합성 과정에서 이리듐과 루테늄 전구체를 수산화물 상태로 바꿔 상기 촉매 화합물이 비정질 구조를 갖는, 촉매 화합물 제조 방법.
[화학식 1]
M-IraRubOx
상기 화학식 1에서 M은 리튬(Li)을 포함하고, a와 b는 0과 1 사이의 수이고, X는 0보다 큰 수이다.
A first step of mixing the iridium precursor and the ruthenium precursor;
a second step of adding lithium (Li) to the first step product;
a third step of heating the second step product; and
a fourth step of washing, filtering and drying the third step product;
The fourth step product is a catalyst compound represented by the following formula (1),
The lithium changes the iridium and ruthenium precursors to a hydroxide state in the process of synthesizing the catalyst compound so that the catalyst compound has an amorphous structure.
[Formula 1]
M-Ir a Ru b O x
In Formula 1, M includes lithium (Li), a and b are numbers between 0 and 1, and X is a number greater than 0.
제9항에 있어서,
상게 제1 단계에서 상기 이리듐 전구체와 상기 루테늄 전구체의 중량비는 1:1인, 촉매 화합물 제조 방법.
10. The method of claim 9,
In the first step, the weight ratio of the iridium precursor and the ruthenium precursor is 1:1.
제9항에 있어서,
상기 제1 단계에서 첨가된 상기 이리듐 전구체와 상기 루테늄 전구체의 중량의 합과 상기 제2 단계에서 첨가된 리튬 수산화물의 중량의 비는 1:10인, 촉매 화합물 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The ratio of the sum of the weights of the iridium precursor and the ruthenium precursor added in the first step to the weight of the lithium hydroxide added in the second step is 1:10.
제9항에 있어서,
제2 단계 및 제3 단계에서 상기 이리듐 전구체와 상기 루테늄 전구체는 리튬 수산화물과 반응하여, 수산화물 형태로 제공되는, 촉매 화합물 제조 방법.
10. The method of claim 9,
In the second and third steps, the iridium precursor and the ruthenium precursor are reacted with lithium hydroxide to provide a hydroxide form.
제9항에 있어서,
리튬 수산화물(LiOH)을 포함하는, 촉매 화합물 제조 방법.
10. The method of claim 9,
A process for preparing a catalyst compound comprising lithium hydroxide (LiOH).
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