[go: up one dir, main page]

KR20100094892A - Mixed carbon support on catalyst for polymer electrolyte membrane fuel cell, and catalyst for polymer electrolyte membrane fuel cell, and electrode comprising the catalyst, and membrane electrode assembly comprising electrode, and polymer electrolyte membrane fuel cell comprising membrane electrode assembly - Google Patents

Mixed carbon support on catalyst for polymer electrolyte membrane fuel cell, and catalyst for polymer electrolyte membrane fuel cell, and electrode comprising the catalyst, and membrane electrode assembly comprising electrode, and polymer electrolyte membrane fuel cell comprising membrane electrode assembly Download PDF

Info

Publication number
KR20100094892A
KR20100094892A KR1020090014079A KR20090014079A KR20100094892A KR 20100094892 A KR20100094892 A KR 20100094892A KR 1020090014079 A KR1020090014079 A KR 1020090014079A KR 20090014079 A KR20090014079 A KR 20090014079A KR 20100094892 A KR20100094892 A KR 20100094892A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel cell
polymer electrolyte
catalyst
carbon
electrode
Prior art date
Application number
KR1020090014079A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
한명근
류태우
김현종
안경준
Original Assignee
한국생산기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020090014079A priority Critical patent/KR20100094892A/en
Publication of KR20100094892A publication Critical patent/KR20100094892A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90Selection of catalytic material
    • H01M4/92Metals of platinum group
    • H01M4/925Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers
    • H01M4/926Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers on carbon or graphite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/26Deposition of carbon only
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90Selection of catalytic material
    • H01M4/9075Catalytic material supported on carriers, e.g. powder carriers
    • H01M4/9083Catalytic material supported on carriers, e.g. powder carriers on carbon or graphite
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M2008/1095Fuel cells with polymeric electrolytes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1004Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)

Abstract

본 발명은 탄소 지지체 표면에 흑연 구조의 탄소를 형성하여 탄소의 내구성을 높이면서 백금의 분산성을 확보할 수 있고, 탄소 지지체에 백금을 분산시켜 내구성이 우수한 고분자 전해질 연료전지용 촉매의 복합 탄소 지지체에 관한 것이다.The present invention is to form a carbon of graphite structure on the surface of the carbon support to ensure the dispersibility of platinum while increasing the durability of the carbon, and to the composite carbon support of the catalyst for polymer electrolyte fuel cell excellent in durability by dispersing platinum on the carbon support It is about.

이를 위해, 내부에 고표면적 카본 블랙이 위치하고, 상기 카본 블랙 표면에 흑연 구조의 표면탄소층이 형성되어 있는 구조를 특징으로 한다.To this end, a high surface area carbon black is located therein, and a surface carbon layer having a graphite structure is formed on the surface of the carbon black.

상기한 구성에 따라, 기존의 카본 블랙 표면에 흑연 구조의 탄소층을 얇게 형성하므로, 높은 표면적과 백금 분산성으로 연료전지 성능은 전혀 떨어뜨리지 않으면서도, 표면이 흑연 구조로 되어 있기 때문에 탄소 지지체의 산화를 억제할 수 있는 효과가 있고, 연료전지 운전 조건에서는 탄소 지지체의 산화에 의한 성능 저하가 전혀 없어 연료전지의 수명을 획기적으로 높일 수 있는 효과도 있다.According to the above-described configuration, since the carbon layer having a graphite structure is thinly formed on the surface of the existing carbon black, the surface of the carbon support is high because the surface has a graphite structure without any deterioration in fuel cell performance due to its high surface area and platinum dispersibility. There is an effect of suppressing oxidation, and under the fuel cell operating conditions, there is no deterioration in performance due to oxidation of the carbon support, which also significantly increases the life of the fuel cell.

Description

고분자 전해질 연료전지용 촉매의 복합 탄소 지지체와, 그 고분자 전해질 연료전지용 촉매와, 촉매를 포함하는 전극과, 전극을 포함하는 막-전극 접합체 및 막-전극 접합체를 포함하는 고분자 전해질 연료전지{Mixed carbon support on catalyst for Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, and catalyst for Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, and electrode comprising the Catalyst, and Membrane Electrode Assembly comprising electrode, and Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell comprising Membrane Electrode Assembly}Polymer electrolyte fuel cell comprising a composite carbon support of a catalyst for a polymer electrolyte fuel cell, a catalyst for the polymer electrolyte fuel cell, an electrode containing a catalyst, a membrane-electrode assembly including an electrode, and a membrane-electrode assembly on catalyst for Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, and catalyst for Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, and electrode comprising the Catalyst, and Membrane Electrode Assembly comprising electrode, and Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell comprising Membrane Electrode Assembly}

본 발명은 고분자 전해질 연료전지에 관련된 것으로, 탄소 지지체 표면에 흑연 구조의 탄소를 형성하여 탄소의 내구성을 높이면서 높은 표면적을 유지하여 백금의 분산성까지 확보할 수 있고, 탄소 지지체에 백금을 분산시켜 내구성이 우수한 고분자 전해질 연료전지용 촉매의 복합 탄소 지지체와, 그 고분자 전해질 연료전지용 촉매와, 촉매를 포함하는 전극과, 전극을 포함하는 막-전극 접합체 및 막-전극 접합체를 포함하는 고분자 전해질 연료전지에 관한 것이다.The present invention relates to a polymer electrolyte fuel cell, by forming carbon of the graphite structure on the surface of the carbon support to increase the durability of the carbon while maintaining a high surface area to ensure the dispersion of platinum, and to disperse platinum in the carbon support A composite carbon support of a polymer electrolyte fuel cell catalyst having excellent durability, a polymer electrolyte fuel cell catalyst, an electrode containing a catalyst, a membrane-electrode assembly including an electrode, and a polymer electrolyte fuel cell including a membrane-electrode assembly. It is about.

고분자 전해질 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell : PEMFC)는 수소이온 교환 특성을 갖는 고분자막을 전해질로 사용하는 연료전지로서, 수소 를 함유한 연료가스와 산소를 함유한 공기를 사용하여 전기화학반응을 일으켜 전기 및 열을 발생시킨다.Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) is a fuel cell that uses a polymer membrane with hydrogen ion exchange characteristics as an electrolyte, and uses a fuel gas containing hydrogen and air containing oxygen to cause an electrochemical reaction. Generates electricity and heat

이러한 고분자 전해질 연료전지는 다른 연료전지에 비해 에너지 변환 효율이 우수하고 저온에서도 높은 전류밀도를 얻을 수 있는 장점을 가지고 있어 전기자동차의 전력 공급용, 이동용, 군사용, 가정용 등 다양한 분야에 적용이 가능하다.The polymer electrolyte fuel cell has the advantages of excellent energy conversion efficiency and high current density even at low temperature, compared to other fuel cells, and thus can be applied to various fields such as electric vehicle power supply, mobile use, military use, and home use. .

그러나, 이와 같은 고분자 전해질 연료전지를 상용화하는 데 있어서 가장 큰 문제점은 장시간 운전이나 시동/정지 반복에 따라 촉매의 성능이 점차 감소되고, 그로 인해 고분자 전해질 연료전지의 성능 또한 저하된다는 점에 있다. 이와 같은 성능 감소 현상은 캐소드(공기극) 백금 촉매의 표면적이 연료전지 운전에 따라 감소하기 때문인 것으로 보고되고 있다.However, the biggest problem in commercializing such a polymer electrolyte fuel cell is that the performance of the catalyst gradually decreases with a long time operation or start / stop repetition, thereby degrading the performance of the polymer electrolyte fuel cell. Such a decrease in performance is reported to be due to the decrease in surface area of the cathode (electrode) platinum catalyst as the fuel cell operates.

통상, 고분자 전해질 연료전지 촉매는 높은 활성 면적을 가지고 있는 탄소 지지체 나노 크기로 만들어진 백금을 담지하여 Pt/C의 형태로 사용된다.In general, a polymer electrolyte fuel cell catalyst is used in the form of Pt / C carrying a platinum made of a carbon support nano size having a high active area.

그러나, 고분자 전해질 연료전지는 높은 양극 전위, 낮은 pH, 높은 산소 농도 등 탄소의 부식이 일어나기 용이한 조건에서 작동되고 있다. 고분자 전해질 연료전지가 운전되는 동안 탄소는 CO나 CO2의 형태로 산화되면서 촉매를 지지하고 있는 탄소의 양은 줄어들게 된다. 결국, 지지체로 사용된 탄소가 아래와 같이 산화됨에 따라 백금의 활성 면적 또한 감소하게 되어 연료전지의 성능이 저하되는 문제가 발생된다.However, the polymer electrolyte fuel cell operates under conditions where carbon corrosion is likely to occur, such as high anode potential, low pH, and high oxygen concentration. While the polymer electrolyte fuel cell is operating, carbon is oxidized in the form of CO or CO 2 , which reduces the amount of carbon supporting the catalyst. As a result, as the carbon used as the support is oxidized as follows, the active area of platinum is also reduced, causing a problem of deterioration of the performance of the fuel cell.

C + H2O → CO2 + 4H+ + e- (탄소의 산화) C + H 2 O → CO 2 + 4H + + e - ( oxidation of carbon)

또한, 탄소의 산화에 있어 백금의 존재는 그 속도를 증가하게 한다. 이는 백금과 물이 반응하여 PtOH를 형성하고 PtOH는 탄소와 반응하여 Cx(OH)를 형성하게 되며, 이러한 연속 반응을 통하여 탄소는 이산화탄소의 형태로 산화되어 탄소의 산화 속도가 더욱 증가한다.In addition, the presence of platinum in the oxidation of carbon causes its speed to increase. It reacts with platinum to form PtOH and PtOH reacts with carbon to form C x (OH). Through this continuous reaction, the carbon is oxidized in the form of carbon dioxide to further increase the oxidation rate of carbon.

이에, 상기와 같은 고분자 전해질 연료전지용 탄소 지지체의 산화를 억제하기 위해 대한민국 특허 공개번호 제10-2008-0009539호와, 대한민국 특허 공개번호 제10-2007-0108405호에서는 탄소 지지체의 표면에 금속 산화물 입자를 도입하여 탄소 지지체의 내구성을 높이고자 하였다.Accordingly, in order to suppress oxidation of the carbon support for the polymer electrolyte fuel cell as described above, Korean Patent Publication No. 10-2008-0009539 and Korean Patent Publication No. 10-2007-0108405 disclose metal oxide particles on the surface of the carbon support. To improve the durability of the carbon support by introducing.

그러나, 금속 산화물 입자는 전자의 전도성이 매우 낮아 연료전지의 성능을 떨어뜨릴 수밖에 없으며, 낮아진 전도도는 열을 발생시켜 오히려 탄소 지지체의 산화를 촉진할 수 있다. 따라서, 탄소 지지체에 금속 산화물을 도입하는 방법은 연료전지의 성능을 떨어뜨리기 때문에 실질적인 해결책이 될 수 없는 문제점이 있었다.However, the metal oxide particles have a very low conductivity of electrons, which inevitably degrades the performance of the fuel cell, and the lower conductivity may generate heat to promote oxidation of the carbon support. Therefore, the method of introducing a metal oxide into the carbon support has a problem that can not be a practical solution because it degrades the performance of the fuel cell.

이에, 최근 발표되는 논문들(Journal of Power Sources 172 (2007) 133-144), Journal of Power Sources 172 (2007) 145-154, Journal of the Electrochemical Society 152 (2005), A2309-A2315)에 의하면, 흑연구조의 탄소를 백금 촉매의 지지체로 사용하여 탄소 지지체의 내구성을 높이고 있다.Accordingly, according to recently published articles (Journal of Power Sources 172 (2007) 133-144), Journal of Power Sources 172 (2007) 145-154, Journal of the Electrochemical Society 152 (2005), A2309-A2315) The carbon support of graphite structure is used as a support body of a platinum catalyst, and the durability of a carbon support body is improved.

흑연구조의 탄소는 전도성과 내식성이 매우 높기 때문에 연료전지 운전 조건에서도 거의 산화되지 않는 것으로 알려지고 있다. 이와 같은 맥락에서 탄소 나노 튜브도 탄소의 산화를 억제할 수 있는 탄소 지지체로 거론되고 있다.Carbon of graphite structure is known to hardly oxidize even under fuel cell operating conditions because of its high conductivity and corrosion resistance. In this context, carbon nanotubes are also considered as carbon supports that can inhibit the oxidation of carbon.

그러나, 이미 잘 알려져 있듯이, 흑연구조의 탄소 지지체는 표면적이 매우 낮고, 그 표면에 백금 나노입자를 분산시키기 어려운 문제점이 있다. 그리고, 흑연 구조의 탄소에 백금을 분산시시키 위해서는 탄소를 아주 강한 산성 분위기에 노출시켜야 하며, 이같은 노출이 가능하더라도 기존의 탄소 지지체 정도의 분산도가 되지 않기 때문에 실제적으로는 연료전지에 사용되지 못하고 있는 실정에 있다.As is well known, however, the carbon support of graphite structure has a very low surface area and it is difficult to disperse the platinum nanoparticles on the surface. In addition, in order to disperse platinum in the carbon of the graphite structure, the carbon must be exposed to a very strong acidic atmosphere, and even if such exposure is possible, it is not practically used in a fuel cell because it is not as dispersed as a conventional carbon support. There is a situation.

이에, 고분자 전해질 연료전지용 촉매의 탄소 지지체로써 다양한 카본 물질에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 연료전지에 적용되기에는 아직도 적지 않은 기술적 한계를 지니고 있는 문제가 있다.Accordingly, research on various carbon materials as a carbon support of a catalyst for a polymer electrolyte fuel cell has been actively conducted, but there are still problems with technical limitations that are still not applicable to fuel cells.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 흑연구조의 탄소를 기존의 탄소 지지체 표면에만 형성함으로써, 탄소의 내구성을 높이면서도 높은 표면적을 유지하여 백금의 분산성까지 확보할 수 있도록 한 고분자 전해질 연료전지용 촉매의 복합 탄소 지지체를 제공하는 데에 있다.The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, by forming the carbon of the graphite structure only on the surface of the existing carbon support, while maintaining the high surface area while increasing the durability of the carbon to ensure the dispersion of platinum The present invention provides a composite carbon support of a catalyst for a polymer electrolyte fuel cell.

본 발명의 다른 목적은 상기한 복합 탄소지지체 위에 백금 또는 백금 합금 나노입자를 분산시켜 내구성이 우수한 고분자 전해질 연료전지용 촉매의 복합 탄소 지지체와, 그 고분자 전해질 연료전지용 촉매와, 촉매를 포함하는 전극과, 전극을 포함하는 막-전극 접합체 및 막-전극 접합체를 포함하는 고분자 전해질 연료전지를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to disperse platinum or platinum alloy nanoparticles on the composite carbon support, the composite carbon support of the catalyst for polymer electrolyte fuel cell with excellent durability, the catalyst for the polymer electrolyte fuel cell, the electrode comprising a catalyst, There is provided a polymer-electrolyte fuel cell including a membrane-electrode assembly including an electrode and a membrane-electrode assembly.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고분자 전해질 연료전지용 촉매의 복합 탄소 지지체의 구성은, 내부에 고표면적 카본 블랙이 위치하고, 상기 카본 블랙 표면에 흑연 구조의 표면탄소층이 형성되어 있는 구조를 특징으로 한다.The composite carbon support of the catalyst for a polymer electrolyte fuel cell of the present invention for achieving the above object has a structure in which a high surface area carbon black is located therein and a surface carbon layer of graphite structure is formed on the carbon black surface. It features.

그리고, 상기 표면탄소층 격자 간격은 3.44Å 이하이고, 상기 표면탄소층은 화학기상증착법(Chemical vapor deposition, CVD)으로 형성시킨다.In addition, the surface carbon layer lattice spacing is 3.44, or less, and the surface carbon layer is formed by chemical vapor deposition (CVD).

여기서, 상기 표면탄소층의 전구체로는 아세토니트릴, 스타이렌, 아세나프텐, 펜안쓰렌 중 어느 하나이거나 이들의 화합물 중 어느 하나를 사용한다.Here, the precursor of the surface carbon layer is any one of acetonitrile, styrene, acenaphthene, phenanthrene or any one of these compounds.

그리고, 상기 화학기상증착 온도는 적어도 900℃이상이고, 수송가스는 산소 가 없는 아르곤이나 질소를 사용한다.And, the chemical vapor deposition temperature is at least 900 ℃ or more, the transport gas uses argon or nitrogen without oxygen.

한편, 상기 복합 탄소 지지체에 백금을 담지하여 고분자 전해질 연료전지용 백금 촉매를 제조하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the platinum is supported on the composite carbon support, characterized in that for producing a polymer electrolyte fuel cell platinum catalyst.

그리고, 상기한 복합 탄소 지지체에 백금이 담지된 촉매가 포함되어 고분자 전해질 연료전지용 전극을 제조하는 것을 특징으로 한다.In addition, a platinum-supported catalyst is included in the composite carbon support, characterized in that for producing an electrode for a polymer electrolyte fuel cell.

또한, 상기한 전극으로 고분자 전해질 연료전지용 막-전극 접합체를 제조하는 것을 특징으로 한다.In addition, the membrane-electrode assembly for a polymer electrolyte fuel cell is produced using the electrode.

또, 상기 막- 전극 접합체를 포함하는 고분자 전해질 연료전지를 특징으로 한다.Further, there is provided a polymer electrolyte fuel cell comprising the membrane-electrode assembly.

상기한 과제 해결수단을 통한 본 발명은, 기존의 카본 블랙 표면에만 흑연 구조의 탄소층을 얇게 형성하여 복합 탄소 지지체를 제조함으로써, 높은 표면적과 백금 분산성으로 연료전지 성능은 전혀 떨어뜨리지 않으면서도, 표면이 흑연 구조로 되어 있기 때문에 탄소 지지체의 산화를 억제할 수 있는 효과가 있고, 특히 연료전지 운전 조건에서는 탄소 지지체의 산화에 의한 성능 저하가 전혀 없어 연료전지의 수명을 획기적으로 높일 수 있는 효과도 있다.The present invention through the above problem solving means, by forming a thin carbon layer of graphite structure only on the surface of the existing carbon black to produce a composite carbon support, high surface area and platinum dispersibility without reducing fuel cell performance at all, Since the surface has a graphite structure, the carbon support can be inhibited from oxidizing. In particular, under the fuel cell operating conditions, there is no performance deterioration due to oxidation of the carbon support. have.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in detail with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명에 의한 고분자 전해질 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell : PEMFC)용 촉매의 복합 탄소 지지체의 개념적 도식도로써, 내부에 카본 블랙을 위치시키고, 상기 카본 블랙 표면에 흑연 구조의 표면탄소층을 얇게 증착 형성한다.1 is a schematic diagram of a composite carbon support of a catalyst for a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC) according to the present invention, wherein carbon black is placed inside, and the surface carbon having a graphite structure on the carbon black surface The layer is deposited by thin deposition.

여기서, 상기 카본 블랙은 탄소층들이 불규칙적인 방향성을 띄고 있고, 탄소층의 격자 간격이 3.44Å 이상이며, 현재 가장 많이 사용되고 있는 Cabot사의 Vulcan XC-72의 격자 간격은 3.62Å 정도이다.Here, the carbon black has an irregular orientation of the carbon layers, the lattice spacing of the carbon layer is 3.44 Å or more, and the lattice spacing of Vulcan XC-72 of Cabot, which is currently used most, is about 3.62 Å.

이에 비해, 흑연 구조의 탄소층은, 탄소층이 비교적 길게 한 방향을 향하고 있으며, 탄소층의 격자 간격이 3.44Å 이하의 값을 가져야 한다. 따라서, 본 발명의 복합 탄소 지지체도 연료전지 운전 조건에서 내구성을 가질 수 있도록 표면탄소층 격자 간격을 3.44Å 이하가 되도록 구성한다.On the other hand, the carbon layer of graphite structure has the carbon layer toward the direction which was comparatively long, and the lattice spacing of a carbon layer should have a value of 3.44 kPa or less. Therefore, the composite carbon support of the present invention is also configured to have a surface carbon layer lattice spacing of 3.44 Å or less so as to have durability in fuel cell operating conditions.

상기와 같은 구조의 복합 탄소 지지체에서 흑연 구조의 표면탄소층은 화학기상증착법(Chemical vapor deposition, CVD)으로 형성시킬 수 있다. 여기서, 표면탄소층을 증착시키기 위한 흑연 전구체로는 아세토니트릴, 스타이렌, 아세나프텐, 펜안쓰렌 중 어느 하나이거나 이들의 화합물 중 어느 하나를 사용한다.In the composite carbon support having the above structure, the surface carbon layer of the graphite structure may be formed by chemical vapor deposition (CVD). Here, as the graphite precursor for depositing the surface carbon layer, any one of acetonitrile, styrene, acenaphthene, phenanthrene, or a compound thereof may be used.

그리고, 화학기상증착시 수송가스는 반드시 산소가 없는 아르곤이나 질소를 사용한다. 또한, 복합 탄소 지지체의 흑연화정도는 증착 온도에 의존하며, 이 증착 온도는 적어도 최소 900℃ 이상이 되어야 한다. In the case of chemical vapor deposition, the transport gas necessarily uses argon or nitrogen without oxygen. In addition, the degree of graphitization of the composite carbon support depends on the deposition temperature, which should be at least 900 ° C. or higher.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예와 비교예 설명을 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 여기서, 아래의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로 이것에 의해 본 발명의 권리범위가 축소 및 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred examples and comparative examples. Herein, the following embodiments are merely examples to help the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited or limited thereto.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

Cabot사의 상용 카본 블랙인 Vulcan XC-72R의 표면에 아세토니트릴을 흑연 전구체로 하여 복합 탄소 지지체를 제조하였다. 화학기상증착 온도는 1000℃로 하였으며, 시간은 5시간, 그리고 수송가스는 아르곤으로 50ml/min의 속도로 흘려주었다.A composite carbon support was prepared using acetonitrile as a graphite precursor on the surface of Vulcan XC-72R, a commercial carbon black manufactured by Cabot. Chemical vapor deposition temperature was 1000 ℃, time was 5 hours, and the transport gas was flowed into the argon at a rate of 50ml / min.

도 2는 상용 카본 블랙인 Vulcan XC-72R과 상기 <실시예 1>에서 제조한 복합 탄소 지지체의 표면 상태를 투과전자현미경으로 관찰한 사진이다.Figure 2 is a photograph of the surface of the commercial carbon black Vulcan XC-72R and the composite carbon support prepared in Example 1 with a transmission electron microscope.

좌측에 배치한 상용 카본 블랙의 경우, 탄소의 층간 격자 간격이 3.62Å으로 흑연의 이론적인 격자 간격(3.44Å)보다 크며, 전체적으로 탄소층의 횡적 연결이 미끄럽지 못한 것을 알 수 있다. 반면, 우측에 배치한 <실시예 1>의 복합 탄소 지지체는 표면의 격자 간격이 약 3.40Å으로 흑연 구조를 가짐을 알 수 있으며, 흑연 구조의 표면탄소층의 횡적 연결 또한 상용 카본 블랙에 비해 선명하고 길다. 따라서, <실시예 1>의 복합 탄소 지지체의 표면에 흑연층이 더욱 잘 형성된 것을 확인할 수 있다.In the case of the commercially available carbon black disposed on the left side, the interlayer lattice spacing of carbon is 3.62 kPa, which is larger than the theoretical lattice spacing of graphite (3.44 kPa), and the lateral connection of the carbon layers as a whole is not slippery. On the other hand, the composite carbon support of Example 1 disposed on the right side has a graphite structure with a lattice spacing of about 3.40 3., and the lateral connection of the surface carbon layer of the graphite structure is also sharper than that of commercial carbon black. Long. Therefore, it can be confirmed that the graphite layer was better formed on the surface of the composite carbon support of <Example 1>.

도 3은 질소 흡착/탈착 장치를 사용하여 상용 카본 블랙인 Vulcan XC-72R과 상기 <실시예 1>에서 제조한 복합 탄소 지지체와 상용 흑연 분말의 표면적을 각각 측정한 결과이다.3 is a result of measuring the surface areas of the commercial carbon black Vulcan XC-72R and the composite carbon support prepared in Example 1 and the commercial graphite powder, respectively, using a nitrogen adsorption / desorption apparatus.

복합 탄소 지지체의 표면적이 상용 카본 블랙에 비해서는 절반 정도 감소했으나, 상용 흑연 분말에 비해서는 매우 높은 표면적을 가짐을 확인할 수 있다. 표면의 흑연화 과정을 거치고도 상당히 높은 표면적을 유지하고 있음을 확인할 수 있다.Although the surface area of the composite carbon support was reduced by about half compared to that of the commercial carbon black, it can be seen that it has a very high surface area compared to the commercial graphite powder. It can be seen that the surface area is maintained even after graphitization.

<실시예 2> <Example 2>

<실시예 1>에서 제조한 복합 탄소 지지체 5㎎을 에탄올 1㎖와 듀퐁사의 나피온 용액 50㎕ 혼합 용액에 넣어 교반하여 전극 슬러리를 제조하였다. 제조된 전극 슬러리를 순환전압전류 측정용 전극봉에 30㎕ 떨어뜨린 후 80℃에서 1시간 동안 건조하여 작업전극을 제조하였다.An electrode slurry was prepared by adding 5 mg of the composite carbon support prepared in Example 1 into a mixed solution of 1 ml of ethanol and 50 µl of Nafion's solution of Dupont. 30 μl of the prepared electrode slurry was dropped on an electrode rod for cyclic voltage current measurement, and dried at 80 ° C. for 1 hour to prepare a working electrode.

<비교예 1>Comparative Example 1

상용 카본 블랙인 Vulcan XC-72R 5㎎을 에탄올 1㎖와 듀퐁사의 나피온 용액 50㎕ 혼합 용액에 넣어 교반하여 전극 슬러리를 제조하였다. 제조된 전극 슬러리를 순환전압전류 측정용 전극봉에 30㎕ 떨어뜨린 후 80℃에서 1시간 동안 건조하여 작업전극을 제조하였다.5 mg of a commercial carbon black Vulcan XC-72R was added to 1 ml of ethanol and 50 µl of a Nafion solution from Dupont, followed by stirring to prepare an electrode slurry. 30 μl of the prepared electrode slurry was dropped on an electrode rod for cyclic voltage current measurement, and dried at 80 ° C. for 1 hour to prepare a working electrode.

상기 <실시예 2>와 <비교예 1>에서 제조한 각각의 작업전극을 기준전극 및 상대전극과 함께 1M 황산 전해질에 담근 후, 작업전극에 1.2V(vs.RHE)를 30시간 동안 인가하였다. 여기서, 매 3시간마다 0V에서 1.2V까지 20mV/s의 속도로 순환전압전류를 측정하여 0.25V에서 0.65V에서의 퀴논/하이드로퀴논의 환원 전하량을 측정하였다. 탄소의 표면이 산화될 수록 퀴논 그룹이 많아지기 때문에 퀴논/하이드로퀴논의 환원 전하량이 탄소의 산화 정도를 나타내는 지표가 된다.After dipping each working electrode prepared in <Example 2> and <Comparative Example 1> together with the reference electrode and the counter electrode in 1M sulfate electrolyte, 1.2V (vs. RHE) was applied to the working electrode for 30 hours. . Here, the cyclic voltage current was measured at a rate of 20 mV / s from 0 V to 1.2 V every 3 hours to determine the reduced charge amount of quinone / hydroquinone at 0.25 V to 0.65 V. As the surface of carbon is oxidized, the amount of quinone groups increases, so that the amount of reduced charge of quinone / hydroquinone is an index indicating the degree of oxidation of carbon.

도 4는 제조된 복합 탄소지지체와 상용 카본 블랙의 퀴논/하이드로퀴논 환원 전하량의 상대적인 변화를 나타낸 것이다. 상용 카본 블랙의 경우 초기 5시간 동안 이미 상당한 산화가 진행되고 이후에도 계속 표면의 산화가 일어남을 알 수 있다.Figure 4 shows the relative change in the amount of quinone / hydroquinone reduction charge of the prepared composite carbon support and commercial carbon black. In the case of commercial carbon black, significant oxidation has already occurred during the initial 5 hours and the surface oxidation continues afterwards.

반면, <실시예 2>에서 제조한 복합 탄소 지지체 전극의 경우에는 표면 산화가 거의 일어나지 않음을 확인할 수 있다. 따라서, 카본 블랙의 표면에 형성된 흑연층이 탄소의 산화를 효과적으로 막아줌을 알 수 있다.On the other hand, in the case of the composite carbon support electrode manufactured in Example 2, it can be seen that surface oxidation hardly occurs. Therefore, it can be seen that the graphite layer formed on the surface of the carbon black effectively prevents the oxidation of carbon.

<실시예 3><Example 3>

상기 <실시예 1>에서 제조한 복합 탄소 지지체 0.5g을 7M의 소듐 포르메이트 용액 17ml에 분산시킨 후, pH가 9가 될 때까지 0.5M NaOH 수용액을 첨가한다. 복합 탄소 지지체가 분산된 용액에 백금 담지량이 40 중량%가 되도록 0.4M의 H2PtCl6 수용액을 천천히 떨어뜨린 후, 용액의 온도를 80℃로 올려 교반해준다. 24시간 후에 용액을 여과하고 얻어진 분말을 세척하여 80℃에서 충분히 건조하여 백금이 분산된 복합 탄소 지지체를 얻는다.0.5 g of the composite carbon support prepared in <Example 1> was dispersed in 17 ml of 7 M sodium formate solution, and then 0.5 M NaOH aqueous solution was added until the pH reached 9. After slowly dropping 0.4M H 2 PtCl 6 aqueous solution so that the amount of platinum supported is 40% by weight in a solution in which the composite carbon support is dispersed, the solution is heated to 80 ° C. and stirred. After 24 hours, the solution was filtered and the powder obtained was washed and dried sufficiently at 80 ° C. to obtain a composite carbon support having platinum dispersed therein.

제조한 백금이 분산된 복합 탄소지지체 5mg을 에탄올 1㎖와 듀퐁사의 나피온 용액 50㎕ 혼합 용액에 넣어 교반하여 전극 슬러리를 제조하였다. 제조된 전극 슬러리를 순환전압전류 측정용 전극봉에 30㎕ 떨어뜨린 후 80℃에서 1시간 동안 건조하여 작업전극을 제조하였다.An electrode slurry was prepared by stirring 5 mg of the composite carbon support prepared with platinum into a mixed solution of 1 ml of ethanol and 50 µl of Nafion's solution of Dupont. 30 μl of the prepared electrode slurry was dropped on an electrode rod for cyclic voltage current measurement, and dried at 80 ° C. for 1 hour to prepare a working electrode.

<비교예 2>Comparative Example 2

상용 카본 블랙인 Vulcan XC-72R 0.5g을 7M의 소듐 포르메이트 용액 17ml에 분산시킨 후, pH가 9가 될 때까지 0.5M NaOH 수용액을 첨가한다. 복합 탄소 지지체가 분산된 용액에 백금 담지량이 40 중량%가 되도록 0.4M의 H2PtCl6 수용액을 천천히 떨어뜨린 후, 용액의 온도를 80℃로 올려 교반해준다. 24시간 후에 용액을 여과하고 얻어진 분말을 세척하여 80℃에서 건조하여 백금이 분산된 카본 블랙을 얻는다.0.5 g of a commercial carbon black, Vulcan XC-72R, is dispersed in 17 ml of 7 M sodium formate solution, and then 0.5 M NaOH aqueous solution is added until pH is 9. After slowly dropping 0.4M H 2 PtCl 6 aqueous solution so that the amount of platinum supported is 40% by weight in a solution in which the composite carbon support is dispersed, the solution is heated to 80 ° C. and stirred. After 24 hours, the solution is filtered and the powder obtained is washed and dried at 80 ° C. to obtain carbon black in which platinum is dispersed.

제조한 백금이 분산된 상용 카본 블랙 5mg을 에탄올 1㎖와 듀퐁사의 나피온 용액 50㎕ 혼합 용액에 넣어 교반하여 전극 슬러리를 제조하였다. 제조된 전극 슬러리를 순환전압전류 측정용 전극봉에 30㎕ 떨어뜨린 후 80℃에서 1시간 동안 건조하여 작업전극을 제조하였다.5 mg of commercially available carbon black in which the prepared platinum was dispersed was added to 1 ml of ethanol and 50 µl of Nafion's solution of Dupont, and stirred to prepare an electrode slurry. 30 μl of the prepared electrode slurry was dropped on an electrode rod for cyclic voltage current measurement, and dried at 80 ° C. for 1 hour to prepare a working electrode.

상기 <실시예 3>과 <비교예 2>에서 제조한 각각의 작업전극을 기준전극 및 상대전극과 함께 0.1M 과염소산 전해질에서 0.6V에서 1.0V 까지 50mV/s의 속도로 3,000회 순환전압을 인가하였다. 이와 같은 순환전압의 인가는 강제적으로 연료전지 촉매의 부식을 촉진시켜 빠른 시간 내에 얼마나 촉매가 내구성을 갖는지 알 수 있게 해준다. 그리고, 순환전압반복 매 100회째마다 0V에서 1.2V까지 20mV/s의 속도로 3번 순환전압전류를 측정하여 백금의 표면적을 계산하였다.Each working electrode manufactured in <Example 3> and <Comparative Example 2> was subjected to a circulating voltage of 3,000 times at a rate of 50 mV / s from 0.6 V to 1.0 V in a 0.1 M perchlorate electrolyte together with a reference electrode and a counter electrode. It was. The application of such a cyclic voltage forcibly promotes corrosion of the fuel cell catalyst so that it is possible to know how durable the catalyst is in a short time. Then, the circulating voltage repetition was measured three times at a speed of 20 mV / s from 0 V to 1.2 V every 100 times to calculate the surface area of platinum.

도 5는 백금이 분산된 복합 탄소 지지체와 상용 카본 블랙의 순환전압반복에 따른 백금의 표면적의 변화를 나타낸 것이다. 상용 카본 블랙 위에 분산된 백금의 표면적이 3,000회 순환전압 반복 후에 약 40%의 표면적 감소가 있었던데 반해, 복합 탄소 지지체 위에 분산된 백금의 경우 초기에 약 10% 이하의 표면적 감소만 보였을 뿐, 백금의 표면적이 그대로 일정하게 유지되는 것을 확인하였다. 따라서, 본 발명에서 제시한 복합 탄소 지지체가 연료전지 촉매의 수명을 획기적으로 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.Figure 5 shows the change in the surface area of platinum according to the cyclic voltage repetition of the composite carbon support and commercial carbon black dispersed platinum. Whereas the surface area of platinum dispersed on commercial carbon black had a surface area reduction of about 40% after 3,000 cycles of voltage iteration, platinum dispersed only on the composite carbon support initially showed only a surface area reduction of less than about 10%. It was confirmed that the surface area of was kept constant. Therefore, it can be seen that the composite carbon support proposed in the present invention can significantly improve the life of the fuel cell catalyst.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.On the other hand, the present invention has been described in detail only with respect to the specific examples described above it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical scope of the present invention, it is natural that such variations and modifications belong to the appended claims. .

도 1은 본 발명에 의한 복합 탄소 지지체의 구조를 개념적으로 나타낸 도식도,1 is a schematic diagram conceptually showing the structure of a composite carbon support according to the present invention;

도 2는 본 발명에 의한 복합 탄소 지지체와 상용 카본 블랙의 표면 상태를 나타낸 투과전자현미경 사진,2 is a transmission electron micrograph showing the surface state of the composite carbon support and the commercial carbon black according to the present invention,

도 3은 본 발명에 의한 복합 탄소 지지체와 상용 카본 블랙과 흑연 분말의 표면적을 비교하여 나타낸 표,3 is a table comparing the surface area of the composite carbon support, commercial carbon black and graphite powder according to the present invention;

도 4는 본 발명에 의한 복합 탄소 지지체와 상용 카본 블랙의 퀴논/하이드로퀴논 환원 전하량의 상대적인 변화를 나타낸 그래프,4 is a graph showing a relative change in the amount of quinone / hydroquinone reduction charge of the composite carbon support and the commercial carbon black according to the present invention;

도 5는 본 발명에 의한 백금이 분산된 복합 탄소 지지체와 상용 카본 블랙의 상대적인 전기 화학적 표면적 변화를 나타낸 그래프.5 is a graph showing the relative electrochemical surface area change of the composite carbon support and the commercial carbon black dispersed platinum according to the present invention.

Claims (9)

내부에 고표면적 카본 블랙이 위치하고, 상기 카본 블랙 표면에 흑연 구조의 표면탄소층이 형성되어 있는 구조를 특징으로 하는 고분자 전해질 연료전지용 촉매의 복합 탄소 지지체.A composite carbon support of a catalyst for a polymer electrolyte fuel cell, wherein a high surface area carbon black is disposed therein and a surface carbon layer having a graphite structure is formed on a surface of the carbon black. 제 1항에 있어서, 상기 표면탄소층 격자 간격은 3.44Å 이하인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 연료전지용 촉매의 복합 탄소 지지체.The composite carbon support of the catalyst for polymer electrolyte fuel cell according to claim 1, wherein the surface carbon layer lattice spacing is 3.44 kPa or less. 제 1항에 있어서, 상기 표면탄소층은 화학기상증착법(Chemical vapor deposition, CVD)으로 형성시킨 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 연료전지용 촉매의 복합 탄소 지지체.The composite carbon support of the catalyst for polymer electrolyte fuel cell according to claim 1, wherein the surface carbon layer is formed by chemical vapor deposition (CVD). 제 3항에 있어서, 상기 표면탄소층의 전구체로는 아세토니트릴, 스타이렌, 아세나프텐, 펜안쓰렌 중 어느 하나이거나 이들의 화합물 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 연료전지용 촉매의 복합 탄소 지지체.The composite carbon of the catalyst for polymer electrolyte fuel cell according to claim 3, wherein the precursor of the surface carbon layer is any one of acetonitrile, styrene, acenaphthene, phenanthrene, or any one of these compounds. Support. 제 3항에 있어서, 상기 화학기상증착 온도는 적어도 900℃이상이고, 수송가스는 산소가 없는 아르곤이나 질소인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 연료전지용 촉매의 복합 탄소 지지체.4. The composite carbon support of claim 3, wherein the chemical vapor deposition temperature is at least 900 ° C and the transport gas is argon or nitrogen without oxygen. 제 3항에 의한 상기 복합 탄소 지지체에 백금을 담지하는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 연료전지용 백금 촉매.Platinum catalyst for a polymer electrolyte fuel cell, characterized in that the platinum is supported on the composite carbon support according to claim 3. 제 6항에 의한 상기 복합 탄소 지지체에 백금이 담지된 촉매가 포함되는 고분자 전해질 연료전지용 전극.A polymer electrolyte fuel cell electrode comprising a catalyst loaded with platinum on the composite carbon support according to claim 6. 제 7항에 의한 상기 전극으로 제조되는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 연료전지용 막-전극 접합체.A membrane-electrode assembly for a polymer electrolyte fuel cell, which is made of the electrode according to claim 7. 제 8항에 의한 상기 막- 전극 접합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 연료전지. A polymer electrolyte fuel cell comprising the membrane-electrode assembly according to claim 8.
KR1020090014079A 2009-02-19 2009-02-19 Mixed carbon support on catalyst for polymer electrolyte membrane fuel cell, and catalyst for polymer electrolyte membrane fuel cell, and electrode comprising the catalyst, and membrane electrode assembly comprising electrode, and polymer electrolyte membrane fuel cell comprising membrane electrode assembly KR20100094892A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090014079A KR20100094892A (en) 2009-02-19 2009-02-19 Mixed carbon support on catalyst for polymer electrolyte membrane fuel cell, and catalyst for polymer electrolyte membrane fuel cell, and electrode comprising the catalyst, and membrane electrode assembly comprising electrode, and polymer electrolyte membrane fuel cell comprising membrane electrode assembly

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090014079A KR20100094892A (en) 2009-02-19 2009-02-19 Mixed carbon support on catalyst for polymer electrolyte membrane fuel cell, and catalyst for polymer electrolyte membrane fuel cell, and electrode comprising the catalyst, and membrane electrode assembly comprising electrode, and polymer electrolyte membrane fuel cell comprising membrane electrode assembly

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20100094892A true KR20100094892A (en) 2010-08-27

Family

ID=42758790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090014079A KR20100094892A (en) 2009-02-19 2009-02-19 Mixed carbon support on catalyst for polymer electrolyte membrane fuel cell, and catalyst for polymer electrolyte membrane fuel cell, and electrode comprising the catalyst, and membrane electrode assembly comprising electrode, and polymer electrolyte membrane fuel cell comprising membrane electrode assembly

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20100094892A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101150843B1 (en) * 2010-09-15 2012-06-13 한국생산기술연구원 Preparing method of cathode catalyst comprising carbon nitride and conductive carbon support for pemfc, cathode catalyst for pemfc, electrode for pemfc and pemfc
CN103191727A (en) * 2013-04-10 2013-07-10 哈尔滨工业大学 Preparation method of high-stability and high-activity carbon-supported Pt-based catalyst for fuel cell
KR101479636B1 (en) * 2013-04-08 2015-01-28 건국대학교 산학협력단 Nanocomposite catalyst for fuel cell and its preparing method
KR101639724B1 (en) 2015-07-30 2016-07-15 한국생산기술연구원 Composite particle for a catalyst and catalyst support and manufacturing method for the same
KR20250012447A (en) 2023-07-17 2025-01-24 숭실대학교산학협력단 Electrode catalyst layer for polymer electrolyte membrane fuel cell using low-temperature substrate sputtering and manufacturing method thereof

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101150843B1 (en) * 2010-09-15 2012-06-13 한국생산기술연구원 Preparing method of cathode catalyst comprising carbon nitride and conductive carbon support for pemfc, cathode catalyst for pemfc, electrode for pemfc and pemfc
KR101479636B1 (en) * 2013-04-08 2015-01-28 건국대학교 산학협력단 Nanocomposite catalyst for fuel cell and its preparing method
CN103191727A (en) * 2013-04-10 2013-07-10 哈尔滨工业大学 Preparation method of high-stability and high-activity carbon-supported Pt-based catalyst for fuel cell
KR101639724B1 (en) 2015-07-30 2016-07-15 한국생산기술연구원 Composite particle for a catalyst and catalyst support and manufacturing method for the same
KR20250012447A (en) 2023-07-17 2025-01-24 숭실대학교산학협력단 Electrode catalyst layer for polymer electrolyte membrane fuel cell using low-temperature substrate sputtering and manufacturing method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Deng et al. NiCo-doped CN nano-composites for cathodic catalysts of Zn-air batteries in neutral media
Sun et al. Graphene–Co 3 O 4 nanocomposite as an efficient bifunctional catalyst for lithium–air batteries
Yao et al. Catalyst-free synthesis of iodine-doped graphene via a facile thermal annealing process and its use for electrocatalytic oxygen reduction in an alkaline medium
Xu et al. Recent progress in electrocatalysts with mesoporous structures for application in polymer electrolyte membrane fuel cells
Wang et al. Graphitized nanodiamond supporting PtNi alloy as stable anodic and cathodic electrocatalysts for direct methanol fuel cell
Qiao et al. Simultaneous doping of nitrogen and fluorine into reduced graphene oxide: a highly active metal-free electrocatalyst for oxygen reduction
Zhan et al. Templated growth of Fe/N/C catalyst on hierarchically porous carbon for oxygen reduction reaction in proton exchange membrane fuel cells
Li et al. MoP-NC nanosphere supported Pt nanoparticles for efficient methanol electrolysis
Shi et al. PtCo@ NCNTs cathode catalyst using ZIF-67 for proton exchange membrane fuel cell
Zhang et al. Tungsten carbide encapsulated in nitrogen-doped carbon with iron/cobalt carbides electrocatalyst for oxygen reduction reaction
JPWO2009107518A1 (en) Catalyst, method for producing the same, and use thereof
CN104321276A (en) Carbon-based material, electrode catalyst, electrode, gas diffusion electrode, electrochemical device, fuel battery, and process for producing carbon-based material
Tamašauskaitė-Tamašiūnaitė et al. Graphene supported platinum–cobalt nanocomposites as electrocatalysts for borohydride oxidation
Huang et al. Silica-facilitated proton transfer for high-temperature proton-exchange membrane fuel cells
Kim et al. Development of highly-active and stable Pt/C catalyst for polymer electrolyte membrane fuel cells under simulated start-up/shut-down cycling
WO2014192728A1 (en) Catalyst particles, loaded catalyst particles, and use of same
JPWO2009091047A1 (en) Catalyst, method for producing the same, and use thereof
Chen et al. Cu dopant triggering remarkable enhancement in activity and durability of Fe-NC electrocatalysts toward oxygen reduction
Wang et al. TiCN MXene hybrid BCN nanotubes with trace level Co as an efficient ORR electrocatalyst for Zn-air batteries
Tang et al. Effect of Fe state on electrocatalytic activity of Pd–Fe/C catalyst for oxygen reduction
Cruz-Reyes et al. Pd/MnO2 as a bifunctional electrocatalyst for potential application in alkaline fuel cells
Mahalingam et al. Enhanced cathode performance of Fe 2 O 3, boron nitride-doped rGO nanosheets for microbial fuel cell applications
Wu et al. Preparation of high-performance PdPt–Pt core–shell catalyst with shortened carbon nanotubes as support
Sarkar et al. Manganese oxide nanoparticles supported nitrogen-doped graphene: a durable alkaline oxygen reduction electrocatalyst
KR20100094892A (en) Mixed carbon support on catalyst for polymer electrolyte membrane fuel cell, and catalyst for polymer electrolyte membrane fuel cell, and electrode comprising the catalyst, and membrane electrode assembly comprising electrode, and polymer electrolyte membrane fuel cell comprising membrane electrode assembly

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20090219

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20110216

Patent event code: PE09021S01D

E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20111025

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20110216

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I