KR20200068906A - Hydrogen-generating catalyst and preparing method thereof - Google Patents

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Abstract

The present application relates to a catalyst for generating hydrogen, comprising transition metal chalcogenides formed on a transition metal, wherein the transition metal chalcogenides are patterned. Since platinum is not used in the present invention, it is possible to reduce the cost of a hydrogen production process.

Description

수소 발생용 촉매 및 이의 제조 방법{HYDROGEN-GENERATING CATALYST AND PREPARING METHOD THEREOF}Hydrogen generating catalyst and method for manufacturing the same{HYDROGEN-GENERATING CATALYST AND PREPARING METHOD THEREOF}

본원은 수소 발생용 촉매 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기 화학적 수소 발생용 촉매 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present application relates to a catalyst for generating hydrogen and a method for producing the same, and more particularly, to a catalyst for generating electrochemical hydrogen and a method for producing the same.

현대에 이르러 산업기술의 발전과 더불어 삶의 수준은 지속적으로 향상되고 있는 반면, 에너지 사용의 급증으로 인해 환경 오염과 자원 고갈의 문제는 갈수록 심각해지는 실정에 있다. 이러한, 환경 오염 및 자원 고갈의 문제를 해결하기 위해 각국에서는 청정연료의 개발에 주력하고 있는데, 특히 수소를 에너지원으로 하는 청정대체 에너지의 개발이 지대한 관심을 모으고 있다.In modern times, with the development of industrial technology, the standard of living is continuously improving, while the problem of environmental pollution and resource depletion is getting serious due to the rapid increase in energy use. In order to solve the problem of environmental pollution and resource depletion, countries are focusing on the development of clean fuels. In particular, the development of clean alternative energy using hydrogen as an energy source has attracted great interest.

그 이유는 수소는 지구에서 가장 풍부한 자원 중 하나로서 산소와 반응하여 큰 에너지를 발생하면서도 부산물로 물만을 생성함으로써, 자원 고갈의 문제뿐만 아니라 환경 오염 문제를 동시에 해결할 수 있고, 아울러 중량당 높은 에너지 밀도를 가지며, 열 및 전기화학적 에너지로의 변환이 용이하다는 장점을 갖고 있기 때문이다. 즉, 수소는 화석 연료의 한계인 부존자원의 고갈과 지구온난화 및 환경오염 문제를 극복할 수 있는 유일한 대안이 될 수 있다.The reason is that hydrogen is one of the most abundant resources in the earth, and it reacts with oxygen to generate large energy while generating only water as a by-product, thereby simultaneously solving not only the problem of resource depletion but also environmental pollution, and also high energy density per weight. This is because it has the advantage of easy conversion to heat and electrochemical energy. In other words, hydrogen can be the only alternative that can overcome the depletion of non-existent resources, global warming and environmental pollution.

수소 발생용 촉매에 의하여 수소를 공급하는 방법은 수소 발생용 촉매와 물, 산 용액, NaOH, KOH 등의 알칼리수 또는 암모니아수 등을 반응시켜 수소를 발생시킨다. 가장 대표적으로 알려진 수소 발생용 촉매는 백금이 사용되고 있으나, 재료의 고가격으로 인해 백금을 대체할 수 있는 촉매를 개발하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.In the method of supplying hydrogen by a catalyst for generating hydrogen, hydrogen is generated by reacting a catalyst for generating hydrogen with alkali water or ammonia water such as water, acid solution, NaOH, KOH, and the like. Although the most representative catalyst for hydrogen generation is platinum, research is being actively conducted to develop a catalyst that can replace platinum due to the high price of the material.

한편, 두 가지 이상의 화학적으로 구별되는 고분자 사슬들이 공유결합에 의해 연결된 블록공중합체(block copolymer)는 그들의 자기조립 특성(self-assembly) 때문에 규칙적인 미세상(microphase)으로 분리된다. 이러한 블록공중합체의 미세상 분리 현상은 일반적으로 구성 성분간의 부피분율(f), 분자량(N), 그리고 상호인력계수(Flory-Huggins interaction parameter)(χ) 등에 따라 설명되며, 10 nm 내지 100 nm 의 크기를 갖는 구(sphere), 실린더(cylinder), 자이로이드(gyroid), 라멜라(lamellae) 등의 다양한 나노 구조체 또는 도메인들을 형성한다. On the other hand, block copolymers in which two or more chemically distinct polymer chains are connected by covalent bonds are separated into regular microphases due to their self-assembly. The microphase separation phenomenon of these block copolymers is generally described according to the volume fraction (f), molecular weight (N), and the flow-Huggins interaction parameter (χ) between the constituent components, 10 nm to 100 nm Forms various nano structures or domains such as spheres, cylinders, gyroids, and lamelae having the size of.

나노 구조체의 패턴 제조를 위해 블록공중합체의 자기조립 특성이 각광을 받고 있는데, 이는 기존의 포토리소그라피(photo lithography) 방법에 비해 블록공중합체를 이용한 패턴 제조가 상대적으로 저비용과 단순한 제조 공정을 필요로 하기 때문이다. 기존의 Top-down 방식의 포토리소그라피 방법은 기술의 특성상 빛의 분산, 광원의 제한 등과 같은 근본적인 제약을 보이고 있어 나노 미터 스케일의 미세 패턴 제작의 한계에 도달하고 있다. 이를 극복하기 위한 대안으로서 자기조립 특성을 보이는 물질들의 사용이 대두되고 있으며, 그 중 박막 상태에서 블록공중합체의 자기조립 특성이 현재 가장 큰 관심을 받고 있다.The self-assembly properties of block copolymers are in the spotlight for the production of patterns in nanostructures, which require relatively low cost and simple manufacturing process for pattern production using block copolymers compared to conventional photo lithography methods. It is because. The existing top-down method of photolithography shows fundamental limitations such as light dispersion and light source limitation due to the characteristics of the technology, thus reaching the limit of manufacturing nanometer scale fine patterns. As an alternative to overcome this, the use of materials showing self-assembly properties is emerging, and among them, self-assembly properties of block copolymers in the thin film state are currently receiving the greatest attention.

본원의 배경이 되는 기술인 한국 등록특허공보 제 10-1847772 호는 물 분해용 광촉매 및 이를 이용한 수소의 제조 방법에 대하여 개시하고 있다. 구체적으로, 상기 등록특허는 전이금속이 도핑된 질화 탄탈럼과 상기 질화 탄탈럼을 둘러싸고, 전도성 고분자를 포함하는 코팅층을 포함하는 구성을 개시하고 있다.Korean Patent Publication No. 10-1847772, which is the background technology of the present application, discloses a photocatalyst for decomposing water and a method for producing hydrogen using the same. Specifically, the registered patent discloses a structure including a tantalum nitride doped with a transition metal and a coating layer surrounding the tantalum nitride and including a conductive polymer.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 수소 발생용 촉매 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present application is to solve the problems of the above-described prior art, it is an object to provide a catalyst for generating hydrogen and a method for producing the same.

다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들도 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical problems to be achieved by the embodiments of the present application are not limited to the technical problems as described above, and other technical problems may exist.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 1 측면은, 전이금속 상에 형성된 전이금속 칼코겐 화합물을 포함하고, 상기 전이금속 칼코겐 화합물은 패턴화된 것인, 수소 발생용 촉매를 제공한다.As a technical means for achieving the above technical problem, the first aspect of the present application includes a transition metal chalcogen compound formed on a transition metal, and the transition metal chalcogen compound is patterned, a catalyst for hydrogen generation Provides

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 전이금속은 상기 전이금속 칼코겐 화합물과 동일하게 패턴화된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the transition metal may be the same pattern as the transition metal chalcogenide compound, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 패턴화는 요철(凹凸) 구조를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the patterning may include an uneven structure, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 요철 구조는 10 nm 내지 50 nm 의 피치를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the uneven structure may have a pitch of 10 nm to 50 nm, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 전이금속은 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 레늄(Re), 탄탈럼(Ta), 티타늄(Ti), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 전이금속을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the transition metal is a transition metal selected from the group consisting of molybdenum (Mo), tungsten (W), rhenium (Re), tantalum (Ta), titanium (Ti), and combinations thereof. It may be to include, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 전이금속 칼코겐 화합물은 MoS2, MoSe2, MoTe2, WS2, WSe2, WTe2, ReS2, ReSe2, ReTe2, TaS2, TaSe2, TaTe2, TiS2, TiSe2, TiTe2, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the transition metal chalcogenide compound is MoS 2 , MoSe 2 , MoTe 2 , WS 2 , WSe 2 , WTe 2 , ReS 2 , ReSe 2 , ReTe 2 , TaS 2 , TaSe 2 , TaTe 2 , TiS 2 , TiSe 2 , TiTe 2 , and combinations thereof, but may include materials selected from the group, but are not limited thereto.

본원의 제 2 측면은, 기판 상에 물리기상증착법을 이용하여 전이금속을 증착하는 단계; 상기 전이금속 상에 칼코겐 소스를 제공하여 화학기상증착법을 이용하여 전이금속 칼코겐 화합물을 증착하는 단계; 상기 전이금속 칼코겐 화합물 상에 보호층을 적층하는 단계; 상기 보호층 상에 블록공중합체를 적층하는 단계; 상기 블록공중합체가 자기조립(self-assembly) 되어 다공성 구조를 가지는 패턴을 형성하는 단계; 상기 패턴에 따라 상기 보호층을 패턴화하는 단계; 및 상기 패턴화된 보호층을 마스크로 하여 상기 전이금속 칼코겐 화합물을 패턴화하는 단계를 포함하는, 수소 발생용 촉매의 제조 방법을 제공한다.The second aspect of the present application comprises the steps of depositing a transition metal on the substrate using a physical vapor deposition method; Depositing a transition metal chalcogen compound using a chemical vapor deposition method by providing a chalcogen source on the transition metal; Depositing a protective layer on the transition metal chalcogenide compound; Laminating a block copolymer on the protective layer; The block copolymer is self-assembled (self-assembly) to form a pattern having a porous structure; Patterning the protective layer according to the pattern; And patterning the transition metal chalcogen compound using the patterned protective layer as a mask.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 전이금속 칼코겐 화합물을 패턴화하는 단계에 의해 상기 전이금속이 패턴화되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the transition metal may be patterned by patterning the transition metal chalcogen compound, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 블록공중합체는 열처리 또는 광처리에 의해 자기조립 되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the block copolymer may be self-assembled by heat treatment or light treatment, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 블록공중합체가 자기조립 되어 다공성 구조를 가지는 패턴을 형성하는 단계에서 상기 다공성 구조의 크기를 조절하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the block copolymer may be self-assembled to control the size of the porous structure in a step of forming a pattern having a porous structure, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 블록공중합체는 PS-b-PMMA, PS-r-PMMA, PS-b-PBMA, PS-b-P2VP, PS-b-P4VP, PS-b-PB, PEO-b-PIP, PB-b-PEO, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the block copolymer is PS-b-PMMA, PS-r-PMMA, PS-b-PBMA, PS-b-P2VP, PS-b-P4VP, PS-b-PB, PEO -b-PIP, PB-b-PEO, and may include a material selected from the group consisting of, but is not limited to.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 블록공중합체는 10 nm 내지 60 nm 의 두께를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the block copolymer may have a thickness of 10 nm to 60 nm, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 칼코겐 소스는 황(S), 텔루륨(Te), 셀레늄(Se), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the chalcogen source may include a material selected from the group consisting of sulfur (S), tellurium (Te), selenium (Se), and combinations thereof, but is not limited thereto. It is not.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 칼코겐 소스는 고체 상태 또는 기체 상태인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the chalcogen source may be in a solid state or a gas state, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 물리기상증착법은 스퍼터링 방법, 전자빔 증착 방법, 열증착 방법, 이온클러스터빔, 펄스 레이저 증착 방법, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 방법에 의해 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the physical vapor deposition method may be performed by a method selected from the group consisting of a sputtering method, an electron beam deposition method, a thermal deposition method, an ion cluster beam, a pulse laser deposition method, and combinations thereof. However, it is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 보호층은 SiO2, Al2O3, ZrO2, Si3N4, SiC, AlN, Fe2O3, ZnO, BN, Si3N4, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 세라믹을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the protective layer is SiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , Si 3 N 4 , SiC, AlN, Fe 2 O 3 , ZnO, BN, Si 3 N 4 , and combinations thereof It may be to include a ceramic selected from the group consisting of, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 보호층은 친수성 작용기가 있는 세라믹을 이용하여 상기 전이금속 칼코겐 화합물 상에 상기 블록공중합체를 적층할 수 있도록 유도하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the protective layer may be induced to stack the block copolymer on the transition metal chalcogen compound using a ceramic having a hydrophilic functional group, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 패턴화는 반응성 이온 에칭(Reactive Ion Etching, RIE), 반응성 플라스마 에칭(Reactive Plasma Etching, RPE), 스퍼터 에칭(Sputter Etching), 증기상 에칭(Vapor Phase Etching), 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 방법에 의해 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the patterning includes reactive ion etching (RIE), reactive plasma etching (RPE), sputter etching, vapor phase etching, And it may be performed by a method selected from the group consisting of these, but is not limited thereto.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described problem solving means are merely exemplary and should not be construed as limiting the present application. In addition to the exemplary embodiments described above, additional embodiments may exist in the drawings and detailed description of the invention.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 본원의 수소 발생용 촉매는 블록공중합체를 이용하여 전이금속 칼코겐 화합물 상에 요철 구조의 패턴을 형성함으로써 촉매 활동도가 높은 가장자리의 면적을 극대화할 수 있다. 수소 발생시 전이금속 칼코겐 화합물의 반응 면적이 넓어짐에 따라 작은 타펠 기울기, 작은 개시 전위, 높은 전류 교환 밀도, 높은 안정성 등의 우수한 촉매 특성을 기대할 수 있다.According to the above-described problem solving means of the present application, the catalyst for hydrogen generation of the present application can maximize the area of the edge having high catalytic activity by forming a pattern of the uneven structure on the transition metal chalcogen compound using a block copolymer. . As the reaction area of the transition metal chalcogen compound increases when hydrogen is generated, excellent catalytic properties such as small tapel slope, small starting potential, high current exchange density, and high stability can be expected.

또한, 본원의 수소 발생용 촉매의 제조 방법은 먼저, 물리기상증착법을 이용하여 전이금속을 증착한 후 화학기상증착법을 이용하여 전이금속 칼코겐 화합물을 합성하기 때문에 대면적의 균일한 전이금속 칼코겐 화합물을 성장시킬 수 있다. 나아가, 상기 전이금속 칼코겐 화합물의 두께는 처음 증착되는 전이금속의 두께에 따라 결정되기 때문에 전이금속 칼코겐 화합물의 두께를 용이하게 조절할 수 있다.In addition, the method for producing a catalyst for hydrogen generation of the present application first, deposits a transition metal using a physical vapor deposition method, and then synthesizes a transition metal chalcogen compound using a chemical vapor deposition method. Compounds can be grown. Furthermore, since the thickness of the transition metal chalcogen compound is determined according to the thickness of the transition metal that is first deposited, the thickness of the transition metal chalcogen compound can be easily adjusted.

한편, 본원에 따른 수소 발생용 촉매의 제조 방법은 기존에 주로 사용되는 비싼 백금 촉매 대신 전이금속 칼코겐 화합물을 사용함으로써 수소 생산 공정 비용을 절감할 수 있다.On the other hand, the method for producing a catalyst for generating hydrogen according to the present application can reduce the cost of a hydrogen production process by using a transition metal chalcogen compound instead of an expensive platinum catalyst mainly used in the past.

도 1 은 본원의 일 구현예에 따른 수소 발생용 촉매의 단면도이다.
도 2 는 본원의 일 구현예에 따른 수소 발생용 촉매의 제조 방법의 순서도이다.
도 3 은 본원의 일 구현예에 따른 수소 발생용 촉매의 제조 방법의 모식도이다.
도 4 는 본원의 일 구현예에 따른 수소 발생용 촉매를 사용한 물분해의 개략도이다.
도 5 는 본원의 일 실시예 및 비교예에 따른 수소 발생용 촉매의 성능을 비교한 실험 그래프이다.
도 6 은 본원의 일 실시예 및 비교예에 따른 수소 발생용 촉매의 성능을 비교한 실험 그래프이다.
1 is a cross-sectional view of a catalyst for generating hydrogen according to an embodiment of the present application.
2 is a flowchart of a method for producing a catalyst for hydrogen generation according to an embodiment of the present application.
3 is a schematic diagram of a method for producing a catalyst for generating hydrogen according to an embodiment of the present application.
4 is a schematic diagram of water decomposition using a catalyst for generating hydrogen according to an embodiment of the present application.
5 is an experimental graph comparing the performance of a catalyst for hydrogen generation according to an example and a comparative example of the present application.
6 is an experimental graph comparing the performance of a catalyst for hydrogen generation according to an example and a comparative example of the present application.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present application pertains may easily practice. However, the present application may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present application in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a part is "connected" to another part, this includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another element in between. do.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the present specification, when a member is positioned on another member “on”, “on the top”, “top”, “bottom”, “bottom”, “bottom”, this means that one member is attached to another member. This includes cases where there is another member between the two members as well as when in contact.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the present specification, when a part “includes” a certain component, it means that the component may further include other components, not to exclude other components, unless specifically stated to the contrary.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a part “includes” a certain component, it means that the component may further include other components, not to exclude other components, unless otherwise stated.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 또한, 본원 명세서 전체에서, "~ 하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.As used herein, the terms “about”, “substantially”, and the like are used in or near the numerical values when manufacturing and substance tolerances unique to the stated meanings are presented, to aid understanding of the present application Hazards are used to prevent unreasonable abuse by unscrupulous infringers of the disclosures that are either accurate or absolute. In addition, throughout the present specification, "step of" or "step of" does not mean "step for".

본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout the present specification, the term “combination of these” included in the expression of the marki form means one or more mixtures or combinations selected from the group consisting of the components described in the expression of the marki form, the component. It means to include one or more selected from the group consisting of.

본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 의 기재는, "A 또는 B, 또는, A 및 B" 를 의미한다.Throughout this specification, the description of “A and/or B” means “A or B, or A and B”.

본원 명세서 전체에서, "요철(凹凸) 구조"는 오목함과 볼록함을 의미한다.Throughout the present specification, "concave-convex structure" means concave and convex.

이하, 본원의 수소 발생용 촉매 및 이의 제조 방법에 대하여 구현예 및 실시예와 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, a catalyst for generating hydrogen and a method for manufacturing the same will be described in detail with reference to embodiments and examples and drawings. However, the present application is not limited to these embodiments and examples and drawings.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 1 측면은, 전이금속 상에 형성된 전이금속 칼코겐 화합물을 포함하고, 상기 전이금속 칼코겐 화합물은 패턴화된 것인, 수소 발생용 촉매를 제공한다.As a technical means for achieving the above technical problem, the first aspect of the present application includes a transition metal chalcogen compound formed on a transition metal, and the transition metal chalcogen compound is patterned, a catalyst for hydrogen generation Provides

도 1 은 본원의 일 구현예에 따른 수소 발생용 촉매의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a catalyst for generating hydrogen according to an embodiment of the present application.

도 1 을 참조하면, 본원의 일 구현예에 따른 수소 발생용 촉매(100)는 전이금속(120) 및 전이금속 칼코겐 화합물(130)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the catalyst for hydrogen generation according to an embodiment of the present application 100 includes a transition metal 120 and a transition metal chalcogen compound 130.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 전이금속(120)은 상기 전이금속 칼코겐 화합물(130)과 동일하게 패턴화된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 전이금속(120)은 상기 전이금속 칼코겐 화합물(130)이 패턴화됨에 따라 동일한 패턴을 형성할 수 있다.According to one embodiment of the present application, the transition metal 120 may be the same pattern as the transition metal chalcogen compound 130, but is not limited thereto. The transition metal 120 may form the same pattern as the transition metal chalcogen compound 130 is patterned.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 패턴화는 요철(凹凸) 구조를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 요철 구조는 실린더 형태를 가지는 것일 수 있다.According to the exemplary embodiment of the present application, the patterning may include an uneven structure, but is not limited thereto. Specifically, the uneven structure may have a cylinder shape.

본 발명자들은 전이금속 칼코겐 화합물은 DFT(Density Functional Theory) 계산과 실험을 통해 광물 표면보다 가장자리에서의 촉매 활동도가 뛰어난 것을 확인하였다. 이를 이용하여 상기 전이금속 칼코겐 화합물(130)을 요철 구조를 포함하는 패턴화 함으로써 촉매 활동도가 높은 상기 전이금속 칼코겐 화합물(130)의 가장자리의 면적을 증가시킬 수 있다. 결과적으로, 상기 수소 발생용 촉매(100)를 이용하여 수소를 발생하면 상기 전이금속 칼코겐 화합물(130)의 반응 면적이 넓어짐을 통해 작은 타펠 기울기와 작은 개시 전위를 가질 수 있으며, 높은 전류 교환 밀도를 가져 작은 전위로 많은 양의 전자를 이동시킴으로써 수소 발생량을 증가시킬 수 있다. The present inventors confirmed that the transition metal chalcogen compound has superior catalytic activity at the edge than the mineral surface through DFT (Density Functional Theory) calculation and experiment. By using this, the transition metal chalcogen compound 130 may be patterned to include an uneven structure to increase the area of the edge of the transition metal chalcogen compound 130 having high catalytic activity. As a result, when hydrogen is generated using the catalyst 100 for generating hydrogen, the reaction area of the transition metal chalcogen compound 130 can be increased to have a small tapel slope and a small starting potential, and a high current exchange density. By bringing a large amount of electrons to a small potential, hydrogen generation can be increased.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 요철 구조는 10 nm 내지 50 nm 의 피치를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 요철 구조는 10 nm 내지 50 nm, 10 nm 내지 40 nm, 10 nm 내지 30 nm, 20 nm 내지 50 nm, 20 nm 내지 40 nm, 20 nm 내지 30 nm 의 피치를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the uneven structure may have a pitch of 10 nm to 50 nm, but is not limited thereto. For example, the uneven structure may have a pitch of 10 nm to 50 nm, 10 nm to 40 nm, 10 nm to 30 nm, 20 nm to 50 nm, 20 nm to 40 nm, 20 nm to 30 nm, , But is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 전이금속(120)은 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 레늄(Re), 탄탈럼(Ta), 티타늄(Ti), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 전이금속을 포함하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 몰리브덴일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the transition metal 120 is in the group consisting of molybdenum (Mo), tungsten (W), rhenium (Re), tantalum (Ta), titanium (Ti), and combinations thereof. It may be to include a selected transition metal, preferably molybdenum, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 전이금속 칼코겐 화합물(130)은 MoS2, MoSe2, MoTe2, WS2, WSe2, WTe2, ReS2, ReSe2, ReTe2, TaS2, TaSe2, TaTe2, TiS2, TiSe2, TiTe2, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 MoS2 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the transition metal chalcogenide compound 130 is MoS 2 , MoSe 2 , MoTe 2 , WS 2 , WSe 2 , WTe 2 , ReS 2 , ReSe 2 , ReTe 2 , TaS 2 , TaSe 2 , TaTe 2 , TiS 2 , TiSe 2 , TiTe 2 , and combinations thereof, and may include a material selected from the group, preferably MoS 2 , but is not limited thereto.

본원의 제 2 측면은, 기판(110) 상에 물리기상증착법을 이용하여 전이금속(120)을 증착하는 단계; 상기 전이금속(120) 상에 칼코겐 소스를 제공하여 화학기상증착법을 이용하여 전이금속 칼코겐 화합물(130)을 증착하는 단계; 상기 전이금속 칼코겐 화합물(130) 상에 보호층(140)을 적층하는 단계; 상기 보호층(140) 상에 블록공중합체(150)를 적층하는 단계; 상기 블록공중합체(150)가 자기조립(self-assembly) 되어 다공성 구조를 가지는 패턴을 형성하는 단계; 상기 패턴에 따라 상기 보호층(140)을 패턴화하는 단계; 및 상기 패턴화된 보호층(140)을 마스크로 하여 상기 전이금속 칼코겐 화합물(130)을 패턴화하는 단계를 포함하는, 수소 발생용 촉매의 제조 방법을 제공한다.The second aspect of the present application comprises the steps of depositing the transition metal 120 on the substrate 110 using a physical vapor deposition method; Depositing a transition metal chalcogen compound 130 using a chemical vapor deposition method by providing a chalcogen source on the transition metal 120; Depositing a protective layer 140 on the transition metal chalcogen compound 130; Depositing a block copolymer (150) on the protective layer (140); The block copolymer 150 is self-assembled (self-assembly) to form a pattern having a porous structure; Patterning the protective layer 140 according to the pattern; And patterning the transition metal chalcogen compound 130 using the patterned protective layer 140 as a mask.

도 2 는 본원의 일 구현예에 따른 수소 발생용 촉매의 제조 방법의 순서도이고, 도 3 은 본원의 일 구현예에 따른 수소 발생용 촉매의 제조 방법의 모식도이다.2 is a flowchart of a method for producing a catalyst for generating hydrogen according to an embodiment of the present application, and FIG. 3 is a schematic diagram of a method for producing a catalyst for generating hydrogen according to an embodiment of the present application.

이하, 도 2 내지 도 3 을 참조하여 상기 수소 발생용 촉매의 제조 방법에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of manufacturing the catalyst for generating hydrogen will be described with reference to FIGS. 2 to 3.

먼저, 기판(110) 상에 물리기상증착법을 이용하여 전이금속(120)을 증착한다 (S100).First, the transition metal 120 is deposited on the substrate 110 using a physical vapor deposition method (S100).

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 물리기상증착법은 스퍼터링 방법, 전자빔 증착 방법, 열증착 방법, 이온클러스터빔, 펄스 레이저 증착 방법, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 방법에 의해 수행되는 것일 수 있으며, 바람직하게는 스퍼터링 방법에 의해 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the physical vapor deposition method may be performed by a method selected from the group consisting of a sputtering method, an electron beam deposition method, a thermal deposition method, an ion cluster beam, a pulse laser deposition method, and combinations thereof. And, it may be preferably performed by a sputtering method, but is not limited thereto.

물리기상증착법은 증착하고자 하는 박막과 같은 재료를 진공 중에서 증발 또는 스퍼터링을 통해 기판 상에 증착시키는 방법이다.Physical vapor deposition is a method of depositing a material such as a thin film to be deposited on a substrate through evaporation or sputtering in vacuum.

스퍼터링 방법은 비교적 낮은 진공도에서 플라즈마를 이온화된 아르곤 등의 가스를 가속하여 타겟에 충돌시키고, 상기 타겟의 원자를 분출시켜 기판 상에 박막을 형성하는 방법이다. 스퍼터링 방법은 증착 능력, 복잡한 합금을 유지하는 능력이 뛰어나고, 고온에서 내열성 금속의 증착 능력이 뛰어난 특징이 있다.The sputtering method is a method of accelerating a gas such as argon ionized by plasma at a relatively low vacuum level to collide with a target, and ejecting atoms of the target to form a thin film on a substrate. The sputtering method is characterized by having excellent deposition ability, ability to maintain a complex alloy, and excellent deposition ability of a heat-resistant metal at high temperatures.

이어서, 상기 전이금속(120) 상에 칼코겐 소스를 제공하여 화학기상증착법을 이용하여 전이금속 칼코겐 화합물(130)을 증착한다 (S200).Subsequently, a chalcogen source is provided on the transition metal 120 to deposit the transition metal chalcogen compound 130 using a chemical vapor deposition method (S200).

화학기상증착법은 파우더 또는 기체 상태의 원료 물질을 기판 상에 공급하고, 기상 또는 기판 표면에서의 열분해, 광분해, 산화환원반응, 치환 등의 화학적 반응으로 박막을 기판 표면 상에 형성하는 방법이다.The chemical vapor deposition method is a method of supplying a raw material in powder or gaseous form on a substrate, and forming a thin film on the surface of the substrate by chemical reactions such as gas phase or thermal decomposition, photolysis, redox reaction, substitution on the substrate surface.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 칼코겐 소스는 황(S), 텔루륨(Te), 셀레늄(Se), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 황일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the chalcogen source may include a material selected from the group consisting of sulfur (S), tellurium (Te), selenium (Se), and combinations thereof, preferably It may be sulfur, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 칼코겐 소스는 고체 상태 또는 기체 상태인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the chalcogen source may be in a solid state or a gas state, but is not limited thereto.

상기 화학기상증착법은 상기 전이금속(120)이 증착된 기판(110)을 500℃ 내지 1000℃의 온도, 200 mTorr 내지 800 mTorr 의 압력인 챔버 내에 넣어 1 시간 동안 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The chemical vapor deposition method may be performed by placing the substrate 110 on which the transition metal 120 is deposited in a chamber having a temperature of 500°C to 1000°C and a pressure of 200 mTorr to 800 mTorr for 1 hour, but is not limited thereto. It is not.

예를 들어, 상기 챔버는 500℃ 내지 1000℃, 500℃ 내지 950℃, 500℃ 내지 900℃, 500℃ 내지 850℃, 500℃ 내지 800℃, 500℃ 내지 750℃, 550℃ 내지 1000℃, 550℃ 내지 950℃, 550℃ 내지 900℃, 550℃ 내지 850℃, 550℃ 내지 800℃, 550℃ 내지 750℃, 600℃ 내지 1000℃, 600℃ 내지 950℃, 600℃ 내지 900℃, 600℃ 내지 850℃, 600℃ 내지 800℃, 600℃ 내지 750℃, 650℃ 내지 1000℃, 650℃ 내지 950℃, 650℃ 내지 900℃, 650℃ 내지 850℃, 650℃ 내지 800℃, 650℃ 내지 750℃, 700℃ 내지 1000℃, 700℃ 내지 950℃, 700℃ 내지 900℃, 700℃ 내지 850℃, 700℃ 내지 800℃, 700℃ 내지 750℃의 온도에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, the chamber is 500 ℃ to 1000 ℃, 500 ℃ to 950 ℃, 500 ℃ to 900 ℃, 500 ℃ to 850 ℃, 500 ℃ to 800 ℃, 500 ℃ to 750 ℃, 550 ℃ to 1000 ℃, 550 ℃ to 950 ℃, 550 ℃ to 900 ℃, 550 ℃ to 850 ℃, 550 ℃ to 800 ℃, 550 ℃ to 750 ℃, 600 ℃ to 1000 ℃, 600 ℃ to 950 ℃, 600 ℃ to 900 ℃, 600 ℃ to 850℃, 600℃ to 800℃, 600℃ to 750℃, 650℃ to 1000℃, 650℃ to 950℃, 650℃ to 900℃, 650℃ to 850℃, 650℃ to 800℃, 650℃ to 750℃ , 700℃ to 1000℃, 700℃ to 950℃, 700℃ to 900℃, 700℃ to 850℃, 700℃ to 800℃, 700℃ to 750℃, but is not limited thereto. .

또한, 예를 들면, 상기 챔버는 200 mTorr 내지 800 mTorr, 200 mTorr 내지 750 mTorr, 200 mTorr 내지 700 mTorr, 200 mTorr 내지 650 mTorr, 200 mTorr 내지 600 mTorr, 200 mTorr 내지 550 mTorr, 200 mTorr 내지 500 mTorr, 250 mTorr 내지 800 mTorr, 250 mTorr 내지 750 mTorr, 250 mTorr 내지 700 mTorr, 250 mTorr 내지 650 mTorr, 250 mTorr 내지 600 mTorr, 250 mTorr 내지 550 mTorr, 250 mTorr 내지 500 mTorr, 300 mTorr 내지 800 mTorr, 300 mTorr 내지 750 mTorr, 300 mTorr 내지 700 mTorr, 300 mTorr 내지 650 mTorr, 300 mTorr 내지 600 mTorr, 300 mTorr 내지 550 mTorr, 300 mTorr 내지 500 mTorr, 350 mTorr 내지 800 mTorr, 350 mTorr 내지 750 mTorr, 350 mTorr 내지 700 mTorr, 350 mTorr 내지 650 mTorr, 350 mTorr 내지 600 mTorr, 350 mTorr 내지 550 mTorr, 350 mTorr 내지 500 mTorr, 400 mTorr 내지 800 mTorr, 400 mTorr 내지 750 mTorr, 400 mTorr 내지 700 mTorr, 400 mTorr 내지 650 mTorr, 400 mTorr 내지 600 mTorr, 400 mTorr 내지 550 mTorr, 400 mTorr 내지 500 mTorr, 450 mTorr 내지 800 mTorr, 450 mTorr 내지 750 mTorr, 450 mTorr 내지 700 mTorr, 450 mTorr 내지 650 mTorr, 450 mTorr 내지 600 mTorr, 450 mTorr 내지 550 mTorr, 450 mTorr 내지 500 mTorr 의 압력에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, for example, the chamber is 200 mTorr to 800 mTorr, 200 mTorr to 750 mTorr, 200 mTorr to 700 mTorr, 200 mTorr to 650 mTorr, 200 mTorr to 600 mTorr, 200 mTorr to 550 mTorr, 200 mTorr to 500 mTorr , 250 mTorr to 800 mTorr, 250 mTorr to 750 mTorr, 250 mTorr to 700 mTorr, 250 mTorr to 650 mTorr, 250 mTorr to 600 mTorr, 250 mTorr to 550 mTorr, 250 mTorr to 500 mTorr, 300 mTorr to 800 mTorr, 300 mTorr to 750 mTorr, 300 mTorr to 700 mTorr, 300 mTorr to 650 mTorr, 300 mTorr to 600 mTorr, 300 mTorr to 550 mTorr, 300 mTorr to 500 mTorr, 350 mTorr to 800 mTorr, 350 mTorr to 750 mTorr, 350 mTorr to 700 mTorr, 350 mTorr to 650 mTorr, 350 mTorr to 600 mTorr, 350 mTorr to 550 mTorr, 350 mTorr to 500 mTorr, 400 mTorr to 800 mTorr, 400 mTorr to 750 mTorr, 400 mTorr to 700 mTorr, 400 mTorr to 650 mTorr , 400 mTorr to 600 mTorr, 400 mTorr to 550 mTorr, 400 mTorr to 500 mTorr, 450 mTorr to 800 mTorr, 450 mTorr to 750 mTorr, 450 mTorr to 700 mTorr, 450 mTorr to 650 mTorr, 450 mTorr to 600 mTorr, 450 mTorr to 550 mTorr , It may be performed at a pressure of 450 mTorr to 500 mTorr, but is not limited thereto.

종래 수소 발생용 촉매의 제조 방법은 원자층 증착법을 이용하여 직물성 고분자 섬유 상에 전이금속 칼코겐 화합물을 증착하기 때문에 200℃ 이상의 고온에서는 성장하기 어려운 문제가 있었다. 그러나, 본 발명은 물리기상증착법으로 전이금속(120)을 먼저 증착한 후 화학기상증착법을 이용하여 전이금속 칼코겐 화합물(130)을 합성하기 때문에 온도에 상관없이 균일한 전이금속 칼코겐 화합물(130)을 대면적으로 합성할 수 있다.The conventional method for producing a catalyst for hydrogen generation has a problem in that it is difficult to grow at a high temperature of 200° C. or higher because a transition metal chalcogen compound is deposited on a textile polymer fiber using an atomic layer deposition method. However, since the present invention synthesizes the transition metal chalcogen compound 130 using a chemical vapor deposition method after first depositing the transition metal 120 by physical vapor deposition, the uniform transition metal chalcogen compound 130 is irrespective of temperature. ) Can be synthesized in a large area.

또한, 상기 전이금속 칼코겐 화합물(130)의 두게는 물리기상증착법에 의해 증착된 상기 전이금속(120)의 두께에 따라 결정되므로 상기 전이금속 칼코겐 화합물(130)의 두께를 용이하게 조절할 수 있다.In addition, since the thickness of the transition metal chalcogen compound 130 is determined according to the thickness of the transition metal 120 deposited by a physical vapor deposition method, the thickness of the transition metal chalcogen compound 130 can be easily adjusted. .

전이금속 칼코겐 화합물은 그래핀을 대체할 수 있는 2 차원 물질로서 주목받고 있다. 전이금속 칼코겐 화합물은 원리적으로 구성 원자들과 2 차원적인 상호작용만 하기 때문에 전이금속 칼코겐 화합물에서 캐리어들의 수송은 통상적인 박막이나 벌크와는 전혀 다르게, 탄도 수송 양상을 나타내며, 이로부터 고이동도, 고속, 저전력 특성 구현이 가능할 수 있다.The transition metal chalcogen compound is drawing attention as a two-dimensional material that can replace graphene. Since the transition metal chalcogen compound principally only has a two-dimensional interaction with constituent atoms, the transport of carriers in the transition metal chalcogen compound exhibits a ballistic transport pattern, unlike a typical thin film or bulk, from which Mobility, high speed, and low power characteristics may be implemented.

특히, MoS2 는 대표적인 전이금속 칼코겐 화합물로서, 몰리브덴(Mo)이 황(S) 사이에 개재된 샌드위치 구조로 되어 있다. MoS2 는 원자 간에 매우 강한 공유결합을 통해 층을 이루고 있는 반면, 각 층들끼리는 약한 반데르발스 결합을 하는 이차원 층상구조를 가진다.In particular, MoS 2 is a typical transition metal chalcogen compound, and has a sandwich structure in which molybdenum (Mo) is interposed between sulfur (S). MoS 2 is layered through a very strong covalent bond between atoms, while each layer has a two-dimensional layered structure with weak van der Waals bonds.

이어서, 상기 전이금속 칼코겐 화합물(130) 상에 보호층(140)을 적층한다 (S300).Subsequently, a protective layer 140 is deposited on the transition metal chalcogen compound 130 (S300).

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 보호층(140)은 SiO2, Al2O3, ZrO2, Si3N4, SiC, AlN, Fe2O3, ZnO, BN, Si3N4, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 세라믹을 포함하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 SiO2, Al2O3 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the protective layer 140 is SiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , Si 3 N 4 , SiC, AlN, Fe 2 O 3 , ZnO, BN, Si 3 N 4 , and It may be to include a ceramic selected from the group consisting of these combinations, and preferably SiO 2 , Al 2 O 3 , but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 보호층(140)은 친수성 작용기가 있는 세라믹을 이용하여 상기 전이금속 칼코겐 화합물(130) 상에 상기 블록공중합체(150)를 적층할 수 있도록 유도하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the protective layer 140 may be to induce the block copolymer 150 to be stacked on the transition metal chalcogen compound 130 using a ceramic having a hydrophilic functional group. However, it is not limited thereto.

전이금속 칼코겐 화합물의 표면 상에 불포화 결합(dangling bond)이 거의 존재하지 않아 블록공중합체를 직접 적층하기 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 상기 보호층(140)은 상기 전이금속 칼코겐 화합물(130) 상에 상기 블록공중합체(150)를 적층할 수 있도록 유도하는 친수성 작용기를 포함하는 세라믹을 포함할 수 있다. 또한, 상기 보호층(140)은 상기 전이금속 칼코겐 화합물(130)을 패턴화하는 단계에서 상기 전이금속 칼코겐 화합물(130)을 보호하는 역할을 하다. Since there are almost no dangling bonds on the surface of the transition metal chalcogen compound, it is difficult to directly stack the block copolymer. In order to solve this problem, the protective layer 140 may include a ceramic containing a hydrophilic functional group that induces the block copolymer 150 to be stacked on the transition metal chalcogen compound 130. In addition, the protective layer 140 serves to protect the transition metal chalcogen compound 130 in the step of patterning the transition metal chalcogen compound 130.

이어서, 상기 보호층(140) 상에 블록공중합체(150)를 적층한다 (S400).Subsequently, a block copolymer 150 is stacked on the protective layer 140 (S400).

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 블록공중합체(150)는 PS-b-PMMA, PS-r-PMMA, PS-b-PBMA, PS-b-P2VP, PS-b-P4VP, PS-b-PB, PEO-b-PIP, PB-b-PEO, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 PS-b-PMMA, PS-r-PMMA 를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the block copolymer 150 is PS-b-PMMA, PS-r-PMMA, PS-b-PBMA, PS-b-P2VP, PS-b-P4VP, PS-b- PB, PEO-b-PIP, PB-b-PEO, and may be one containing a material selected from the group consisting of combinations, preferably comprising PS-b-PMMA, PS-r-PMMA However, it is not limited thereto.

구체적으로는, 상기 블록공중합체(150)를 균일하게 형성하기 위하여 상기 보호층(140) 표면 상에 PS-r-PMMA 를 먼저 처리한 후 PS-b-PMMA 를 처리하는 것일 수 있다. Specifically, in order to form the block copolymer 150 uniformly, PS-r-PMMA may be treated first on the surface of the protective layer 140 and then PS-b-PMMA.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 블록공중합체(150)는 10 nm 내지 60 nm 의 두께를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the block copolymer 150 may have a thickness of 10 nm to 60 nm, but is not limited thereto.

예를 들면, 상기 블록공중합체(150)는 10 nm 내지 60 nm, 10 nm 내지 55 nm, 10 nm 내지 50 nm, 10 nm 내지 45 nm, 10 nm 내지 40 nm, 15 nm 내지 60 nm, 15 nm 내지 55 nm, 15 nm 내지 50 nm, 15 nm 내지 45 nm, 15 nm 내지 40 nm, 20 nm 내지 60 nm, 20 nm 내지 55 nm, 20 nm 내지 50 nm, 20 nm 내지 45 nm, 20 nm 내지 40 nm, 25 nm 내지 60 nm, 25 nm 내지 55 nm, 25 nm 내지 50 nm, 25 nm 내지 45 nm, 25 nm 내지 40 nm, 30 nm 내지 60 nm, 30 nm 내지 55 nm, 30 nm 내지 50 nm, 30 nm 내지 45 nm, 30 nm 내지 40 nm 의 두께를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, the block copolymer 150 is 10 nm to 60 nm, 10 nm to 55 nm, 10 nm to 50 nm, 10 nm to 45 nm, 10 nm to 40 nm, 15 nm to 60 nm, 15 nm To 55 nm, 15 nm to 50 nm, 15 nm to 45 nm, 15 nm to 40 nm, 20 nm to 60 nm, 20 nm to 55 nm, 20 nm to 50 nm, 20 nm to 45 nm, 20 nm to 40 nm, 25 nm to 60 nm, 25 nm to 55 nm, 25 nm to 50 nm, 25 nm to 45 nm, 25 nm to 40 nm, 30 nm to 60 nm, 30 nm to 55 nm, 30 nm to 50 nm, 30 nm to 45 nm, may have a thickness of 30 nm to 40 nm, but is not limited thereto.

이어서, 상기 블록공중합체(150)가 자기조립(self-assembly) 되어 다공성 구조를 가지는 패턴을 형성한다 (S500).Subsequently, the block copolymer 150 is self-assembled to form a pattern having a porous structure (S500).

자기조립이란 분자들이 스스로 특정한 나노 구조를 형성하는 성질로서, 블록공중합체 자기조립 특성을 이용하면 나노미터 크기의 규칙적인 패턴을 효과적으로 제조할 수 있다.Self-assembly is a property in which molecules form a specific nanostructure by themselves, and using a block copolymer self-assembly property can effectively produce a regular pattern of nanometer size.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 블록공중합체(150)는 열처리 또는 광처리에 의해 자기조립 되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the block copolymer 150 may be self-assembled by heat treatment or light treatment, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 블록공중합체(150)가 자기조립 되어 다공성 구조를 가지는 패턴을 형성하는 단계에서 상기 다공성 구조의 크기를 조절하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 다공성 구조의 크기를 조절하는 것은 산소 플라즈마 가스 에칭에 의해 수행되는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present application, the block copolymer 150 may be self-assembled to control the size of the porous structure in a step of forming a pattern having a porous structure, but is not limited thereto. Specifically, adjusting the size of the porous structure may be performed by oxygen plasma gas etching.

상기 패턴은 요철(凹凸) 구조를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 요철 구조는 실린더 형태를 가지는 것일 수 있다.The pattern may include an uneven structure, but is not limited thereto. Specifically, the uneven structure may have a cylinder shape.

상기 다공성 구조의 크기는 10 nm 내지 50 nm 인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 다공성 구조는 10 nm 내지 50 nm, 10 nm 내지 40 nm, 10 nm 내지 30 nm, 20 nm 내지 50 nm, 20 nm 내지 40 nm, 20 nm 내지 30 nm 의 크기를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The size of the porous structure may be 10 nm to 50 nm, but is not limited thereto. For example, the porous structure may have a size of 10 nm to 50 nm, 10 nm to 40 nm, 10 nm to 30 nm, 20 nm to 50 nm, 20 nm to 40 nm, 20 nm to 30 nm, , But is not limited thereto.

이어서, 상기 패턴에 따라 상기 보호층(140)을 패턴화한다 (S600).Subsequently, the protective layer 140 is patterned according to the pattern (S600).

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 패턴화는 반응성 이온 에칭(Reactive Ion Etching, RIE), 반응성 플라스마 에칭(Reactive Plasma Etching, RPE), 스퍼터 에칭(Sputter Etching), 증기상 에칭(Vapor Phase Etching), 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 방법에 의해 수행되는 것일 수 있으며, 바람직하게는 반응성 이온 에칭에 의해 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the patterning includes reactive ion etching (RIE), reactive plasma etching (RPE), sputter etching, vapor phase etching, And it may be carried out by a method selected from the group consisting of a combination of these, preferably may be performed by reactive ion etching, but is not limited thereto.

이어서, 상기 패턴화된 보호층(140)을 마스크로 하여 상기 전이금속 칼코겐 화합물(130)을 패턴화한다 (S700).Subsequently, the transition metal chalcogen compound 130 is patterned using the patterned protective layer 140 as a mask (S700).

본 발명자들은 전이금속 칼코겐 화합물은 DFT(Density Functional Theory) 계산과 실험을 통해 광물 표면보다 가장자리에서의 촉매 활동도가 뛰어난 것을 확인하였다. 이를 이용하여 상기 전이금속 칼코겐 화합물(130)을 요철 구조를 포함하는 패턴화 함으로써 촉매 활동도가 높은 상기 전이금속 칼코겐 화합물(130)의 가장자리를 증가시킬 수 있다. 결과적으로, 상기 수소 발생용 촉매(100)를 이용하여 수소를 발생하면 상기 전이금속 칼코겐 화합물(130)의 반응 면적이 넓어짐을 통해 작은 타펠 기울기와 작은 개시 전위를 가질 수 있으며, 높은 전류 교환 밀도를 가져 작은 전위로 많은 양의 전자를 이동시킴으로써 수소 발생량을 증가시킬 수 있다.The present inventors confirmed that the transition metal chalcogen compound has superior catalytic activity at the edge than the mineral surface through DFT (Density Functional Theory) calculation and experiment. By using this, the transition metal chalcogen compound 130 may be patterned to include an uneven structure to increase the edge of the transition metal chalcogen compound 130 having high catalytic activity. As a result, when hydrogen is generated using the catalyst 100 for generating hydrogen, the reaction area of the transition metal chalcogen compound 130 can be increased to have a small tapel slope and a small starting potential, and a high current exchange density. By bringing a large amount of electrons to a small potential, hydrogen generation can be increased.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 전이금속 칼코겐 화합물(130)을 패턴화하는 단계에 의해 상기 전이금속(120)이 패턴화되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the transition metal 120 may be patterned by patterning the transition metal chalcogen compound 130, but is not limited thereto.

상기 패턴화는 반응성 이온 에칭(Reactive Ion Etching, RIE), 반응성 플라스마 에칭(Reactive Plasma Etching, RPE), 스퍼터 에칭(Sputter Etching), 증기상 에칭(Vapor Phase Etching), 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 방법에 의해 수행되는 것일 수 있으며, 바람직하게는 반응성 이온 에칭에 의해 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The patterning is a group consisting of Reactive Ion Etching (RIE), Reactive Plasma Etching (RPE), Sputter Etching, Vapor Phase Etching, and combinations thereof. It may be performed by a method selected from, and may be preferably performed by reactive ion etching, but is not limited thereto.

상기 패턴화에 의해 상기 전이금속 칼코겐 화합물(130) 상에 요철(凹凸) 구조를 포함하는 패턴을 형성하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 요철 구조는 실린더 형태를 가지는 것일 수 있다.The patterning may include forming a pattern including an uneven structure on the transition metal chalcogen compound 130 by the patterning. Specifically, the uneven structure may have a cylinder shape.

상기 요철 구조는 10 nm 내지 50 nm 의 피치를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 요철 구조는 10 nm 내지 50 nm, 10 nm 내지 40 nm, 10 nm 내지 30 nm, 20 nm 내지 50 nm, 20 nm 내지 40 nm, 20 nm 내지 30 nm 의 피치를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The uneven structure may have a pitch of 10 nm to 50 nm, but is not limited thereto. For example, the uneven structure may have a pitch of 10 nm to 50 nm, 10 nm to 40 nm, 10 nm to 30 nm, 20 nm to 50 nm, 20 nm to 40 nm, 20 nm to 30 nm, , But is not limited thereto.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본원의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail through the following examples, but the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present application.

[실시예] [Example]

먼저, Si 기판 상에 스퍼터링 증착법을 이용하여 몰리브덴(Mo)을 증착하였다. 이때, 상기 증착 단계는 DC 파워는 80 W, 기판 온도는 500℃, 공정 압력은 7 mTorr, Ar 가스의 양은 65 sccm, 공정 시간은 15 초인 조건 하에서 진행하였다. 상기 증착된 Mo 의 두께는 10 nm 로 형성하였다. 다음으로, Mo 이 증착된 기판을 CVD 챔버에 넣어 MoS2 를 형성하였다. 이때, 상기 형성 단계는 챔버 온도는 750℃, 압력은 500 mTorr, 반응 시간은 1 시간인 조건 하에서 진행하였다. 이때, 상기 기판 상에 Mo 와 MoS2 가 함께 형성될 수 있다.First, molybdenum (Mo) was deposited on a Si substrate by sputtering deposition. At this time, in the deposition step, DC power was 80 W, the substrate temperature was 500°C, the process pressure was 7 mTorr, the amount of Ar gas was 65 sccm, and the process time was 15 seconds. The deposited Mo had a thickness of 10 nm. Next, the substrate on which Mo was deposited was placed in a CVD chamber to form MoS 2 . At this time, the forming step was performed under conditions that the chamber temperature was 750°C, the pressure was 500 mTorr, and the reaction time was 1 hour. At this time, Mo and MoS 2 may be formed on the substrate together.

이어서, 상기 MoS2 상에 SiO2 를 포함한 옥사이드(oxide) 물질을 보호층으로 10 nm 구조하는데, 이 방식은 전자빔 증착 방법(e-beam evaporation), 원자층 증착 방법(atomic layer deposition; ALD)을 포함한다. 전이금속 칼고겐 화합물을 패턴화하기 위해서 우선 수 nm 의 지름을 갖는 미세기공을 갖는 필름을 형성하였다. 랜덤공중합체(Random copolymer) 물질은 스핀-코팅 방식을 통해 3000 rpm 30 초로 표면에 도포하며 직후에 230℃에서 2 시간 동안 열처리를 진행하였다. 후에 톨루엔 용액에 3 분 동안 담갔다. 블록공중합체(Block copolymer) 물질을 스핀-코팅 방식을 통해 3000 rpm 30 초로 랜덤공중합체 상부에 필름 형태로 도포한 후 230℃에서 2 시간 동안 열처리 하였다. 톨루엔 용액에 3 분 동안 담갔다. 265 nm 파장을 갖는 UV lamp 를 통해 30 분 동안 광 반응을 유발하면 잘 정렬된 수 nm 지름의 미세 기공을 갖는 필름을 형성하였다.Then, SiO 2 on the MoS 2 Oxide (oxide) material containing a structure of 10 nm as a protective layer, this method includes an electron beam deposition method (e-beam evaporation), an atomic layer deposition method (atomic layer deposition; ALD). In order to pattern the transition metal calgogen compound, a film having micropores having a diameter of several nm was first formed. The random copolymer material was applied to the surface at 3000 rpm 30 seconds through a spin-coating method, and immediately afterwards, heat treatment was performed at 230°C for 2 hours. Afterwards, it was immersed in a toluene solution for 3 minutes. Block copolymer material was applied in the form of a film on the top of the random copolymer at 3000 rpm 30 seconds through a spin-coating method and then heat treated at 230° C. for 2 hours. Soaked in a toluene solution for 3 minutes. When the photoreaction was induced for 30 minutes through a UV lamp having a wavelength of 265 nm, a film with fine pores of several nanometers in diameter was formed.

이후 SF6 나 BCl3 가스를 포함하는 식각유발 가스를 이용하여 희생층과 전이금속 칼코겐 화합물을 식각하여 패턴화하였다.Subsequently, the sacrificial layer and the transition metal chalcogen compound were etched and patterned using an etch-inducing gas containing SF 6 or BCl 3 gas.

[비교예][Comparative example]

비교예로서 MoS2 대신 Pt 를 이용한 수소 발생용 촉매를 사용하였다.As a comparative example, a catalyst for generating hydrogen using Pt was used instead of MoS 2 .

[실험예] [Experimental Example]

도 4 는 본원의 일 구현예에 따른 수소 발생용 촉매를 사용한 물분해의 개략도이다.4 is a schematic diagram of water decomposition using a catalyst for generating hydrogen according to an embodiment of the present application.

도 4 를 참조하면, 기준 전극은 Ag/AgCl, 상대 전극은 백금선(Pt wire)이고, 작용 전극은 본원의 일 실시예에 따른 수소 발생용 촉매를 사용하며 작용 전극의 전극은 실리콘 웨이퍼이다. 전해질은 산 용매이며 보통은 H2SO4 를 사용한다.. 4, the reference electrode is Ag / AgCl, the counter electrode is a platinum wire (Pt wire), the working electrode uses a catalyst for hydrogen generation according to an embodiment of the present application, and the electrode of the working electrode is a silicon wafer. The electrolyte is an acid solvent, and H 2 SO 4 is usually used.

도 5 는 본원의 일 실시예 및 비교예에 따른 수소 발생용 촉매의 성능을 비교한 실험 그래프이다.5 is an experimental graph comparing the performance of a catalyst for hydrogen generation according to an example and a comparative example of the present application.

도 5 를 참조하면, 상기 실시예에 따른 수소 발생용 촉매는 상기 비교예에 따른 수소 발생용 촉매와 근접한 개시 전위를 보이며 상대적으로 낮은 타펠 기울기를 보이는 것을 확인할 수 있다. 이는 실시예에 따른 수소 발생용 촉매의 성능이 충분히 이용 가능한 수준임을 보인다. Referring to FIG. 5, it can be seen that the catalyst for hydrogen generation according to the above example shows a close starting potential and a relatively low tapel slope with the catalyst for hydrogen generation according to the comparative example. This shows that the performance of the catalyst for hydrogen generation according to the Examples is sufficiently available.

도 6 은 본원의 일 실시예 및 비교예에 따른 수소 발생용 촉매의 성능을 비교한 실험 그래프이다.6 is an experimental graph comparing the performance of a catalyst for hydrogen generation according to an example and a comparative example of the present application.

도 6 을 참조하면, 상기 실시예에 따른 수소 발생용 촉매가 상기 비교예에 따른 수소 발생용 촉매보다 빠른 기울기를 가지는 것을 확인할 수 있다. 이는 실시예에 따른 수소 발생용 촉매의 성능이 비교예의 성능에 비해 크게 향상됨을 보인다.Referring to Figure 6, it can be seen that the catalyst for hydrogen generation according to the embodiment has a faster slope than the catalyst for hydrogen generation according to the comparative example. This shows that the performance of the catalyst for hydrogen generation according to the Example is significantly improved compared to that of the comparative example.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present application is for illustrative purposes, and those skilled in the art to which the present application pertains will understand that it is possible to easily modify to other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present application. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the claims below, rather than the detailed description, and it should be interpreted that all modifications or variations derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof are included in the scope of the present application.

100 : 수소 발생용 촉매
110 : 기판
120 : 전이금속
130 : 전이금속 칼코겐 화합물
140 : 보호층
150 : 블록공중합체
100: catalyst for hydrogen generation
110: substrate
120: transition metal
130: transition metal chalcogenide compound
140: protective layer
150: block copolymer

Claims (18)

전이금속 상에 형성된 전이금속 칼코겐 화합물
을 포함하고,
상기 전이금속 칼코겐 화합물은 패턴화된 것인, 수소 발생용 촉매.
A transition metal chalcogen compound formed on a transition metal
Including,
The transition metal chalcogenide compound is patterned, a catalyst for generating hydrogen.
제 1 항에 있어서,
상기 전이금속은 상기 전이금속 칼코겐 화합물과 동일하게 패턴화된 것인, 수소 발생용 촉매.
According to claim 1,
The transition metal is the same patterned as the transition metal chalcogen compound, a catalyst for hydrogen generation.
제 1 항에 있어서,
상기 패턴화는 요철(凹凸) 구조를 포함하는 것인, 수소 발생용 촉매.
According to claim 1,
The patterning is to include a concavo-convex structure, a catalyst for hydrogen generation.
제 3 항에 있어서,
상기 요철 구조는 10 nm 내지 50 nm 의 피치를 가지는 것인, 수소 발생용 촉매.
The method of claim 3,
The uneven structure has a pitch of 10 nm to 50 nm, the catalyst for hydrogen generation.
제 1 항에 있어서,
상기 전이금속은 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 레늄(Re), 탄탈럼(Ta), 티타늄(Ti), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 전이금속을 포함하는 것인, 수소 발생용 촉매.
According to claim 1,
The transition metal includes a transition metal selected from the group consisting of molybdenum (Mo), tungsten (W), rhenium (Re), tantalum (Ta), titanium (Ti), and combinations thereof. Dragon catalyst.
제 1 항에 있어서,
상기 전이금속 칼코겐 화합물은 MoS2, MoSe2, MoTe2, WS2, WSe2, WTe2, ReS2, ReSe2, ReTe2, TaS2, TaSe2, TaTe2, TiS2, TiSe2, TiTe2, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것인, 수소 발생용 촉매.
According to claim 1,
The transition metal chalcogenide compound is MoS 2 , MoSe 2 , MoTe 2 , WS 2 , WSe 2 , WTe 2 , ReS 2 , ReSe 2 , ReTe 2 , TaS 2 , TaSe 2 , TaTe 2 , TiS 2 , TiSe 2 , TiTe 2 , and a material selected from the group consisting of combinations thereof.
기판 상에 물리기상증착법을 이용하여 전이금속을 증착하는 단계;
상기 전이금속 상에 칼코겐 소스를 제공하여 화학기상증착법을 이용하여 전이금속 칼코겐 화합물을 증착하는 단계;
상기 전이금속 칼코겐 화합물 상에 보호층을 적층하는 단계;
상기 보호층 상에 블록공중합체를 적층하는 단계;
상기 블록공중합체가 자기조립(self-assembly) 되어 다공성 구조를 가지는 패턴을 형성하는 단계;
상기 패턴에 따라 상기 보호층을 패턴화하는 단계; 및
상기 패턴화된 보호층을 마스크로 하여 상기 전이금속 칼코겐 화합물을 패턴화하는 단계
를 포함하는, 수소 발생용 촉매의 제조 방법.
Depositing a transition metal on the substrate using a physical vapor deposition method;
Depositing a transition metal chalcogen compound using a chemical vapor deposition method by providing a chalcogen source on the transition metal;
Depositing a protective layer on the transition metal chalcogenide compound;
Laminating a block copolymer on the protective layer;
The block copolymer is self-assembled (self-assembly) to form a pattern having a porous structure;
Patterning the protective layer according to the pattern; And
Patterning the transition metal chalcogenide compound using the patterned protective layer as a mask
A method for producing a catalyst for generating hydrogen, comprising a.
제 7 항에 있어서,
상기 전이금속 칼코겐 화합물을 패턴화하는 단계에 의해 상기 전이금속이 패턴화되는 것을 포함하는 것인,
수소 발생용 촉매의 제조 방법.
The method of claim 7,
Patterning the transition metal by the step of patterning the transition metal chalcogenide compound,
Method for producing catalyst for hydrogen generation.
제 7 항에 있어서,
상기 블록공중합체는 열처리 또는 광처리에 의해 자기조립 되는 것인, 수소 발생용 촉매의 제조 방법.
The method of claim 7,
The block copolymer is self-assembled by heat treatment or light treatment, a method for producing a catalyst for hydrogen generation.
제 7 항에 있어서,
상기 블록공중합체가 자기조립 되어 다공성 구조를 가지는 패턴을 형성하는 단계에서 상기 다공성 구조의 크기를 조절하는 것을 포함하는, 수소 발생용 촉매의 제조 방법.
The method of claim 7,
A method for producing a catalyst for generating hydrogen, comprising adjusting the size of the porous structure in a step in which the block copolymer is self-assembled to form a pattern having a porous structure.
제 7 항에 있어서,
상기 블록공중합체는 PS-b-PMMA, PS-r-PMMA, PS-b-PBMA, PS-b-P2VP, PS-b-P4VP, PS-b-PB, PEO-b-PIP, PB-b-PEO, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하는 것인, 수소 발생용 촉매의 제조 방법.
The method of claim 7,
The block copolymer is PS-b-PMMA, PS-r-PMMA, PS-b-PBMA, PS-b-P2VP, PS-b-P4VP, PS-b-PB, PEO-b-PIP, PB-b -PEO, and a material selected from the group consisting of combinations, the method for producing a catalyst for hydrogen generation.
제 7 항에 있어서,
상기 블록공중합체는 10 nm 내지 60 nm 의 두께를 가지는 것인, 수소 발생용 촉매의 제조 방법.
The method of claim 7,
The block copolymer having a thickness of 10 nm to 60 nm, the method for producing a catalyst for generating hydrogen.
제 7 항에 있어서,
상기 칼코겐 소스는 황(S), 텔루륨(Te), 셀레늄(Se), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것인, 수소 발생용 촉매의 제조 방법.
The method of claim 7,
The chalcogen source comprises a material selected from the group consisting of sulfur (S), tellurium (Te), selenium (Se), and combinations thereof, a method for producing a catalyst for hydrogen generation.
제 7 항에 있어서,
상기 칼코겐 소스는 고체 상태 또는 기체 상태인 것인, 수소 발생용 촉매의 제조 방법.
The method of claim 7,
The chalcogen source is a solid state or a gaseous state, a method for producing a catalyst for hydrogen generation.
제 7 항에 있어서,
상기 물리기상증착법은 스퍼터링 방법, 전자빔 증착 방법, 열증착 방법, 이온클러스터빔, 펄스 레이저 증착 방법, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 방법에 의해 수행되는 것인, 수소 발생용 촉매의 제조 방법.
The method of claim 7,
The physical vapor deposition method is performed by a method selected from the group consisting of a sputtering method, an electron beam deposition method, a thermal deposition method, an ion cluster beam, a pulse laser deposition method, and combinations thereof, and a method for producing a catalyst for hydrogen generation .
제 7 항에 있어서,
상기 보호층은 SiO2, Al2O3, ZrO2, Si3N4, SiC, AlN, Fe2O3, ZnO, BN, Si3N4, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 세라믹을 포함하는 것인, 수소 발생용 촉매의 제조 방법.
The method of claim 7,
The protective layer is selected from the group consisting of SiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , Si 3 N 4 , SiC, AlN, Fe 2 O 3 , ZnO, BN, Si 3 N 4 , and combinations thereof. The method for producing a catalyst for generating hydrogen, which includes.
제 16 항에 있어서,
상기 보호층은 친수성 작용기가 있는 세라믹을 이용하여 상기 전이금속 칼코겐 화합물 상에 상기 블록공중합체를 적층할 수 있도록 유도하는 것인, 수소 발생용 촉매의 제조 방법.
The method of claim 16,
The protective layer is a method for producing a catalyst for generating hydrogen, which is induced to stack the block copolymer on the transition metal chalcogenide compound using a hydrophilic functional ceramic.
제 7 항에 있어서,
상기 패턴화는 반응성 이온 에칭(Reactive Ion Etching, RIE), 반응성 플라스마 에칭(Reactive Plasma Etching, RPE), 스퍼터 에칭(Sputter Etching), 증기상 에칭(Vapor Phase Etching), 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 방법에 의해 수행되는 것인, 수소 발생용 촉매의 제조 방법.
The method of claim 7,
The patterning is a group consisting of Reactive Ion Etching (RIE), Reactive Plasma Etching (RPE), Sputter Etching, Vapor Phase Etching, and combinations thereof. It is carried out by a method selected from the method for producing a catalyst for hydrogen generation.
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