일반기술

카본 나노 파이버를 이용한 연료전지용 니켈 담지 촉매제조장치 및 방법

본 발명은 차본 나노 파이버를 이용한 연료전지용 니켈 담지 촉매 제조 장치 및 방법에 관한 것으로, 그 구성은 , 차본 나노 파이버의 불순물을 제거하기 위하여, 다수의 카본 나노 파이버가 담가져 산세 처리되는 질산용액이 수용되어 있는 산세 처리조 ; 다수의 상기 카본 나노 파이버 간 엉김을 방지하기 위하여 , 상기 질 산용액에 담가진 상기 카본 나노 파이버에 초음파를 분산하는 초음파 발생기 ; 상기 산세 처리조가 담가지는 60 ℃ 내지 80 ℃의 물이 수용되어 있는 항온조; 상기 산세 처리조에 담가진 상기 카본 나노 파이버에 잔류하는 질산용액을 제거하기 위한 여과기 ; 질산용액이 제거된 상기 카본 나노 파이버가 담가져 수세 처리되는 증류수가 수용되어 있는 수세 처리조 ; 수세 처리된 상기 차본 나노 파이버의 잔류 수분을 제거하기 위하여 , 상기 카본 나노 파이버를 100 ℃ 내지 150 ℃ 정도로 가열하여 건조시키는 제 1 오븐부재 ; 건조된 상기 차본 나노 파이버가 담가지며 , 니켈수화물이 투입되어 초음파 세척기에 의해 분산된 니켈이온이 포함된 아세톤 용매가 수용되어 있는 수조 ; 상기 카본 나노 파이버가 상기 니켈이온을 충분히 흡착할 수 있도록 하고 , 불순물의 함입을 막기 위하여 , 상기 카본 나노 파이버가 담가진 상기 수조를 밀봉하는 밀봉부재 ; 상기 수조 내의 아세톤 용매를 증발시키기 위하여 , 65 ℃ 내지 100 ℃로 상기 수조를 물중탕 처리하는 로터리 이베포레이터 ; 상기 니켈이온이 흡착된 상기 차본 나노 파이버를 건조시키기 위하여 , 상기 카본 나노 파이버를 100 ℃ 내지 120 ℃ 정도로 가열하여 건조시키는 제 2 오븐부재 ; 및 상기 차본 나노 파이버에 흡착된 상기 니켈이온을 니켈로 환원시키는 수소 환원 장치 ; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며 , 이로부터 고성능, 고효율, 고안정성의 니켈 담지 촉매를 제조할 수 있고, 니켈입자들끼리의 결합력으로 인한 응집력을 최대한 배제하며 균일 분산 처리됨에 따라 담체의 수용능력을 극대화할 수 있으며 니켈이온을 더 이 흡착시킬 수 있어 흡착능력이 향상될 수 있는 효과가 있다 .본 발명의 차본 나노 파이버를 이용한 연료전지용 니켈 담지 촉매 제조 장치 및 방법에 따르면 , 다음과 같은 효과가 있다 . 질산용액의 산세처리는 니켈이온이 카본 나노 파이버의 담체 표면에 더 많이 담지될 수 있도록 하며, 고성능 , 고효율 , 고안정성의 니켈 담지 촉매를 제조할 수 있으며, 제조원가가 절감될 수 있다. 또한 , 카본 나노 파이버와 니켈의 무게비가 1 : 0.2 로 구성됨으로써 , 고농도하에서도 니켈입자들끼리 응집이 잘 일어나지 않으므로 니켈입자들끼리의 결합력으로 인한 응집력을 최대한 배제하며 균일 분산 처리됨에 따라 담체의 수용능력을 극대화할 수 있다 . 나아가, 카본 나노 파이버가 헬리컬 타입의 카본 나노 파이버로 구성됨으로써, 니켈이온을 더 많이 흡착시킬 수 있어 흡착능력이 향상될 수 있다 .