KR20110057976A - 탄소에 담지된 니켈 또는 팔라듐 나노입자 제조방법 - Google Patents

탄소에 담지된 니켈 또는 팔라듐 나노입자 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 탄소에 담지된 니켈 또는 팔라듐 나노입자의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 설명하면 1,2-프로판다이올에 안정화제를 녹인 혼합액에 담지체를 넣어 분산액을 제조하고, 여기에 니켈 또는 팔라듐 전구체를 1,2-프로판다이올에 용해시킨 전구체 용액을 혼합 및 교반한 후 환원공정을 거쳐 탄소에 담지된 니켈 또는 팔라듐 나노입자를 제조하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 탄소에 담지된 니켈 또는 팔라듐 나노입자 제조방법은 간단한 공정으로 좁은 입자 크기 분포와 넓은 분산도를 가지는 나노입자의 합성이 가능하여 연료전지의 전극물질 등에 유용하게 적용될 수 있다.
니켈, 팔라듐, 프로판다이올, 안정화제, 나노입자, 연료전지

Description

탄소에 담지된 니켈 또는 팔라듐 나노입자 제조방법{Synthesis methods of Nano-sized Nickel or Palladium on a Carbon support}
본 발명은 1,2-프로판다이올에 안정화제와 담지체를 분산시킨 후 금속 전구체 용액을 혼합하고 이어 환원시키는 탄소에 담지된 니켈 또는 팔라듐 나노입자의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 의해 제조된 니켈 나노입자 또는 팔라듐 나노입자는 촉매, 연료전지의 전극물질 등에 유용하게 적용될 수 있다.
연료의 산화에 의해서 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 연료전지는 차세대 에너지원으로 각광 받고 있으며 특히 자동차 관련 분야에서 연비절감, 배출가스 저감, 친환경 이미지 등의 이점 때문에 상용화를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
연료전지에의 응용을 목표로 하는 전기화학촉매의 가장 기본적인 목적은 전자가 관여하는 전기화학적 반응이 일어나는 평형 전위가 최대한 열역학적인 평형 전위와 가깝게 만드는데 있다. 즉, 촉매를 이용함으로써 과전압의 발생을 최소화하 는 것이 목적이다.
연료전지의 애노드(Anode)에서는 수소산화반응(Hydrogen Oxidation Reaction, HOR)이 일어나며, 전기소재로는 순수백금이 활성과 안정성을 고려하였을 때 현재까지 가장 우수한 촉매로 평가받아 왔다. 캐소드(Cathode)에서의 반응은 공기중의 산소기체 분자의 물로의 환원반응(Oxygen Reduction Reaction, ORR)을 이용하며, 전극소재로는 백금과 니켈의 합금, 또는 이 합금의 열처리를 통한 표면 백금층이 형성된 표면합금이 가장 우수한 것으로 평가받고 있다. 그러나, 백금은 고가이며 매장량이 제한되어 있으므로 나노입자 제조를 통해 적은 양으로도 넓은 표면적을 확보함으로써 고비용의 귀금속 사용량을 줄이는 한편 나노 사이즈의 활성적 측면의 향상을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
팔라듐은 연료전지의 애노드 촉매로 응용하였을 때, 백금과 유사한 활성을 보여준다. 또한 캐소드 촉매로서 다른 전이금속과의 합금을 형성했을 때, 백금과 유사한 성능을 발휘한다고 보고되고 있다. 니켈의 경우, 백금과의 합금을 통해서 연료전지의 캐소드로서 산소환원반응(ORR)의 촉매로 이용된다. 니켈은 백금의 전자구조, 즉 백금의 원자가 d 구역(valence d-band)의 구조를 변화시킴으로써 백금과 산소와의 흡착에너지를 감소시켜 준다. 결과적으로 나노입자 표면에 존재하는 백금원자와 물의 분해를 통해 생성되는 OH 이온과의 흡착을 줄여줌으로써 산소환원반응의 활성이 증대된다는 보고가 최근 연구(Stamenkovic, V. R. etc., Science, vol.315, p.493)를 통해 밝혀졌다. 따라서 팔라듐 또는 니켈을 표면 합금 나노입자의 코어 입자로 사용할 수 있다면 백금을 나노입자의 표면층에 만 도포함으로써 백금 사용량의 획기적인 절감과 활성의 극대화를 달성할 수 있다.
탄소에 담지된 팔라듐 나노입자의 제조법은 콜로이드 합성법과는 달리, 탄소 분말 표면위에 균일한 입자간 거리를 가진 우수한 입자 분포를 보이면서도 고담지된 팔라듐 나노입자를 제조한 예는 문헌에서도 찾기가 쉽지 않다. 그 이유는 팔라듐이 백금처럼 엉김현상(Agglomeration)이 심하기 때문이다. 니켈의 경우는, 팔라듐 나노입자의 제조시 문제가 되는 엉김현상 뿐만 아니라, 순수한 니켈이 잘 만들어지지 않고 니켈 옥사이드가 형성 되는 문제점이 있었다.
나노입자의 제조법은 전통적으로 보로하이드라이드(Borohydride) 환원법이 대표적이다. 그러나, 기존의 물이나 알코올을 용매로 하는 보로하이드라이드 환원법은 그 과정이 간단하다는 장점이 있으나 탄소 담지체 표면에 존재하는 나노입자들의 엉김현상이 심하다거나, 심하게는 탄소 담지체 표면에서 나노입자가 생성되지 않는 단점들이 있었다. 백금과 함께 제2의 금속을 함께 환원하는 경우에는 기존의 보고에도 비교적 양호한 제조 결과들을 보여주고 있는데, 이는 백금의 높은 환원 포텐셜로 인한 효과라 할 수 있다.
이러한 보로하이드라이드 환원법 이외에 대표적인 방법으로 폴리올 방법(Polyol method)이 있다. 이 방법은 주로 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol)이나 1,2-프로판다이올(1,2-propanediol)과 같은 알코올 용매에 열을 가함으로써 탈수소반응을 일으켜 녹아 있는 금속 전구체가 환원되도록 하는 방법이다. 이 방법으로는 백금, 루테늄(Ruthenium) 나노입자의 제조가 대표적이다. 그러나 이 방법은 넣어준 금속 전구체의 완전한 환원이 되지 않거나 첨가제로 넣어주는 수산 화나트륨(NaOH)으로 인해 순수한 금속이 아닌 옥사이드(Oxide) 비율이 높은 나노입자가 만들어지는 단점들이 존재하였다. 이러한 옥사이드는 백금 나노입자에는 큰 영향이 없을 수 있으나 다른 귀금속의 산화정도에는 큰 영향을 주게 되어 결과적으로 전기화학적 활성의 감소를 일으킬 수 있다.
이 밖에 니켈, 팔라듐 등의 전이금속 나노입자를 탄소분말 표면에 담지시키기 위해 용매, 전구체, 환원제 등을 사용하는 방법이 대한민국 등록특허 제10-917697호, 대한민국 등록특허 제10-738062호, 대한민국 공개특허 제 10-2006-030591호 등에 공지되어 있으나 환원공정에서 고온의 열처리 공정을 필요로 한다는 점에서 산업적으로 대량생산 하는데 문제가 있었다.
이에 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 노력한 결과, 안정화제와 탄소 담지체를 1,2-프로판다이올에 분산시킨 후 니켈 또는 팔라듐 전구체 용액을 혼합하고 이어 니켈 또는 팔라듐을 환원시키면 환원시 고온 열처리공정을 거치지 않고도 좁은 입자크기 분포를 가지는 나노입자를 제조할 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명은 간단한 공정으로 좁은 입자 크기 분포를 가지도록 니켈 또는 팔라듐 나노입자를 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 1,2-프로판다이올에 안정화제를 녹여서 혼합액을 제조하는 단계, 상기 혼합액에 탄소 담지체를 넣은 후 교반하여 분산액을 제조하는 단계, 니켈 또는 팔라듐 전구체를 1,2-프로판다이올에 용해시켜서 전구체 용액을 제조한 후, 상기 전구체 용액을 상기 분산액과 혼합 및 교반하여 분산된 전구체 용액을 제조하는 단계, 상기 분산된 전구체 용액에 포함된 미량의 물을 증발시키는 단계, 상기 분산된 전구체 용액의 금속 전구체를 환원하여 나노입자를 제조하는 단계 및 상기 나노입자를 세척 및 건조과정을 통하여 분말 상태의 소재로 얻는 단계를 포함하는 니켈 또는 팔라듐 나노입자의 제조방법을 그 특징으로 한다.
본 발명에 따른 니켈 또는 팔라듐 나노입자의 제조방법에 의하면 고온에서의 환원공정 없이 간단한 공정으로 좁은 입자크기 분포를 갖는 나노입자의 제조가 가능하며, 이러한 나노입자는 촉매, 연료전지의 전극물질 등에 유용하게 적용할 수 있다.
이하 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 1,2-프로판다이올에 안정화제를 녹여서 혼합액을 제조하는 단계, 상기 혼합액에 탄소 담지체를 넣은 후 교반하여 분산액을 제조하는 단계, 니켈 또는 팔라듐 전구체를 1,2-프로판다이올에 용해시켜서 전구체 용액을 제조한 후, 상기 전구체 용액을 상기 분산액과 혼합 및 교반하여 분산된 전구체 용액을 제조하는 단계, 상기 분산된 전구체 용액에 포함된 미량의 물을 증발시키는 단계, 상기 분산된 전구체 용액의 금속 전구체를 환원하여 나노입자를 제조하는 단계 및 상기 나노입자를 세척 및 건조과정을 통하여 분말 상태의 소재로 얻는 단계를 포함하는 니켈 또는 팔라듐 나노입자의 제조방법을 특징으로 한다.
상기 1,2-프로판다이올에 안정화제를 녹여서 혼합액을 제조하는 단계를 설명한다. 본 발명에서는 용매로서 1,2-프로판다이올을 사용하는데, 보통 폴리올 방법에서는 에틸렌글리콜을 많이 사용하지만 니켈과 같이 옥사이드 형성이 급격하게 일어나는 물질의 경우에 에틸렌글리콜에서의 환원은 니켈 하이드록사이드(NiOH 또는 Ni(OH)2)를 형성한다. 이와 같이 같은 폴리올 용매임에도 불구하고 사용하는 용매에 따라 금속 산화물이 생기기도 하고 생기지 않기도 하는 이유는, 에틸렌글리콜이 1,2-프로판다이올 보다 친수성이 강하기 때문이라고 추정된다. 안정화제는 올레일아민을 사용하며 사용량은 금속의 몰 수 대비 몇 배의 개념인 '당량'으로 표현한다. 니켈 나노입자의 제조에는 올레일아민을 0.5 ~ 5 당량을 사용하며, 팔라듐 나노입자의 제조에는 2 ~ 4 당량을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 혼합액에 탄소 담지체를 넣은 후 교반하여 분산액을 제조하는 단계에서는, 적절량의 탄소 담지체를 넣어준 후 교반을 실시한다. 교반만으로는 담지체가 완전히 분산이 되지 않으므로, 추가로 바람직하게는 초음파 분산을 해주는데, 초음파 분산으로 인해 용액의 온도 상승이 발생하므로 초음파 분산 직후에도 계속 교반해 줌으로써 용액의 온도를 상온으로 냉각시킨다. 탄소 담지체로서는 탄소분말, 카본블랙, 아세틸렌블랙, 케첸블랙, 활성탄소, 카본나노튜브, 카본나노파이버, 카본나노와이어, 카본나노혼, 카본에어로겔, 카본크레로겔 및 카본나노링 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다.
상기 니켈 또는 팔라듐 전구체를 1,2-프로판다이올에 용해시켜서 전구체 용액을 제조한 후, 상기 전구체 용액을 상기 분산액과 혼합 및 교반하여 분산된 전구체 용액을 제조하는 단계에서, 전구체는 팔라듐(Ⅱ) 아세틸아세토네이트(Pd(C5H7O2)2), 니켈(Ⅱ) 아세틸아세토네이트 (Ni(C5H7O2)2), 니켈(Ⅱ) 클로라이드(NiCl2), 니켈(Ⅱ) 클로라이드 헥사하이드레이트(NiCl2·H2O) 등을 사용할 수 있 다. 용매인 1,2-프로판다이올의 양은 팔라듐(니켈) 총량 0.1 g 당 300 mL 이하로 하는 것이 좋다. 팔라듐은 표준환원포텐셜이 높은 귀금속이지만, 니켈은 0 V 보다 낮기 때문에 용매의 양이 많아지게 되면 금속 전구체의 농도가 낮아져서 불완전 환원이 발생할 수 있다. 바람직한 니켈 전구체의 농도는 3.4 mM 이다. 니켈 또는 팔라듐의 양은 담지체의 담지 범위내에서 자유롭게 선택 가능하며 보통 5 ~ 90 중량%의 담지량을 선택한다. 이러한 전이금속 전구체 용액을 상기 제조된 분산액에 주입하며, 혼합이 잘 이루어지게 하기 위해 2시간 이상으로 교반하는 것이 좋다.
이 후 분산된 전구체 용액에 포함된 미량의 물을 증발시키기 전에 바람직하게는 1 ~ 5 분간 초음파 분산을 추가로 수행하는 것이 좋다. 이는 담지체가 용매 내에서 침전되고 뭉치는 현상을 방지하고자 함이며, 초음파로 인한 국부적인 온도 상승으로 인한 전구체의 환원을 막기 위해 짧은 시간의 초음파 분산을 실시한다. 또한, 초음파 분산 이후에는 질소 또는 아르곤을 주입하여 공기중의 수분과 산소의 침투를 차단함으로써 산화물 생성의 가능성을 억제하는 것이 바람직하다.
상기 분산된 전구체 용액에 포함된 미량의 물을 증발시키는 단계에서는 용액의 온도를 100 ~ 130℃로 유지시키는 것이 좋다. 물을 증발시키는 이유는, 나노입자가 핵생성과 입자성장의 과정 중에 매우 반응성이 높은 상태가 되는데, 이 때 주위에 물이 존재할 경우 금속 산화물이 쉽게 생기기 때문이며, 이때 용액의 온도가 너무 높으면 1,2-프로판다이올에 의한 금속 전구체의 환원이 일어날 수 있다.
상기 분산된 전구체 용액의 금속 전구체를 환원하여 나노입자를 제조하는 단계에서는, 환원제로는 수소화붕소나트륨(NaBH4)을 사용하며, 수소화붕소나트륨을 1,2-프로판다이올에 녹인 후 상기 분산된 전구체 용액에 격렬한 교반을 수행하며 빠른 시간내에 주입한다. 수소화붕소나트륨을 용해시키는 과정에서 용매인 1,2-프로판다이올의 적절량은 전체 반응용액의 10 ~ 20 부피%가 바람직하다. 수소화붕소나트륨을 1,2-프로판다이올에 용해하는 과정에서 수소화붕소나트륨과 1,2-프로판다이올이 반응하여 수소기체가 발생되므로 교반을 통해 용해시간을 짧게 가져가는 것이 바람직하며, 용해 후에는 최대한 빨리 상기 분산된 전구체 용액에 격렬한 교반 하에서 주입한다. 빠른 주입과 높은 교반 속도는 나노입자로 환원되기 위한 첫번째 단계로서 핵생성이 급격하게 일어나서 결정핵의 숫자를 최대로 하기 위함이며, 결과적으로 좁은 입자 크기 분포를 확보하기 위함이다. 수소화붕소나트륨를 이용한 환원완료시간은 100 ~ 130℃에서 2시간 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이는 보로하이드라이드 환원 시 발생하는 수소 기체가 금속환원 시 약 1시간 동안 지속된다는 문헌 보고가 있기 때문이다. 이후 공기중에서 자연냉각 한다.
상기 나노입자를 세척 및 건조과정을 통하여 분말 상태의 소재로 얻는 단계에서 안정화제가 제거되며 필터링을 통해 아세톤, 에탄올의 순서로 세척을 한다. 에탄올 세척 후 초순수(DI-water)로 마지막 세척을 추가로 할 수도 있는데, 유기용매에서의 환원 후 세척단계에서 물과 접촉하게 되면 나노입자의 표면 산화 및 입 자 뭉침현상이 발생할 수 있으며 이는 실험실 X-ray 회절 장비의 측정에서 검출이 될 정도로 큰 변화가 생긴다. 따라서, 제조된 나노입자 소재를 가지고 추가적인 합성이 필요한 경우에는 물로 세척하는 것이 바람직하지 않다. 이러한 세척과정을 거친 후 아르곤 분위기의 진공오븐에서 건조하면 분말 상태의 전극 소재가 제조된다.
본 발명에 의해 제조되는 니켈 또는 팔라듐 나노입자는 기본적으로 단일 금속이지만 연료전지 전극물질로 응용하기 위해 동일한 제조과정을 통해서 합금 나노입자로 합성할 수도 있다. 합금 나노입자는 균일한 고용체 뿐만 아니라, 표면에 다른 금속 원자층이 도포된 표면 합금 나노입자도 포함한다. 합금 나노입자를 위해 추가적으로 사용되는 금속 원소는 전이금속이 모두 가능하다.
본 발명의 탄소에 담지된 니켈 또는 팔라듐 나노입자의 제조방법에 의하면 용매로 1,2-프로판다이올을 사용하고 안정화제를 첨가하며, 약 100 ~ 130℃의 비교적 낮은 온도에서 환원직전에 용매에 포함된 미량의 물을 증발시켜 백금보다 산화되기 쉬운 니켈과 팔라듐 전구체의 환원 시 생성되는 산화현상을 최소화 함으로써, 산화물의 비율이 매우 낮고, 좁은 입자크기 분포를 갖는 니켈 또는 팔라듐 나노입자의 제조가 가능하다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하겠는바, 다음 실시예에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시예
본 발명의 제조 방법에 의거하여 금속 함량이 28.6 중량%인 Pd/C 와 21.1 중량%의 Ni/C전극 소재를 제조하였다. 각 중량%는 백금 40 중량%를 기준으로 팔라듐과 니켈의 몰 부피를 고려했을 경우에 계산된 값으로, 간단히 말하자면 나노입자의 사이즈가 동일할 경우 백금 40 중량%와 동일한 입자 개수를 가지게 된다.
제조 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
우선 100 mL 1,2-프로판다이올(순도 99.5%, Aldrich)에 올레일아민(TCI) 220 ㎕를 넣은 후 30분의 교반을 실시하였다. 그리고 0.15 g의 탄소 담지체(Cabot, Vulcan XC-72R)을 넣은 후, 30분의 교반, 30분의 초음파 분산, 그리고 다시 30분의 교반을 진행하였다. 니켈의 경우에는 니켈 아세틸아세토네이트(Ni(C5H7O2)2, 0.1843 g), 팔라듐의 경우에는 팔라듐 아세틸아세토네이트(Pd(C5H7O2)2, 0.1718 g)를 60 mL의 1,2-프로판다이올에 녹인 후, 교반 중인 탄소 담지체가 포함된 용액에 주입하였다. 이후 약 12시간 이상의 교반을 통해 충분히 섞이도록 해주었다. 충분히 섞인 용액을 가열하기 전에 1 ~ 5 분 정도 마지막 초음파 분산을 실시하였다. 이후 반응기에 장착하고 반응기내의 분위기를 흐르는 아르곤 기체로 채워서 공기를 차단한 후, 110℃로 가열하였다. 110℃까지의 승온 속도는 큰 영향을 끼치지 못하며, 본 발명의 실시예에서는 110℃까지 도달하는데 약 20분의 시간을 소요하도록 조절하였다. 110℃에서 약 2시간 동안 유지 함으로써 흐르는 아르곤 기체와 함께 수증기가 빠져나올 수 있는 충분한 시간을 제공하였다. 110 ℃에서 2시간 동안의 가열 후, 1,2-프로판다이올 20 mL에 녹아있는 수소화붕소나트륨(NaBH4)을 주입기를 통해 최대한 빨리 주입하였다. 이 때 용액의 교반속도는 최대한 높이며, 본 발명의 실시예에서는 850 rpm 으로 조절하였다. 사용하는 환원제의 양은 팔라듐과 니켈 모두 5 당량을 사용하였다. 용액내의 올레일아민이 안정화제로 작용을 하여 1,2-프로판다이올 및 금속원자와의 이좌배위자(bidentate) 결합을 하여 불완전 환원이 발생할 수 있으므로 5 당량의 수소화붕소나트륨이 적절하다.
환원제를 넣은 이후, 약 30분 동안 높은 교반 속도를 유지하다가 적절히 교반 속도를 낮춘 후, 최소한 1시간 30분 동안 유지하였다. 이후, 상온으로의 냉각하여 아세톤, 에탄올 순서로 세척 및 필터링의 과정을 거치고 40℃의 진공오븐에서 약 6시간 이상 건조하여 분말상태의 소재를 얻었다.
도면 2(a) 는 실시예에 의해서 제조된 28.6 중량% Pd/C 의 크기 및 형상을 알 수 있는 TEM 이미지이다. 도면에서 알 수 있듯이 평균지름이 약 4 nm 크기의 Pd 나노 입자가 형성되어 있음을 알 수 있다. 고담지로 인해 입자 간 거리가 매우 가까움에도 불구하고 입자의 모양과 분포가 매우 균일함을 알 수 있다. 도면 2(b) 는 같은 제조법을 통해 제조된 21.1 중량%의 Ni/C 전극 소재의 TEM 이미지이다. 니켈은 원자번호가 28번으로 귀금속에 비해 가벼운 금속 원소 이므로 결과적으로 TEM 이미지 상에서도 팔라듐에 비해 입자 모양이 불명확하게 보인 다.
도면 3은 실시예에 의해서 준비된 팔라듐(a)과 니켈(b) 전극 소재의 분말 X-선 회절 패턴들을 보여준다. 팔라듐(a)은 명확한 결정피크들을 보여주고 있으나, 니켈(b)은 담지체인 탄소 분말의 회절피크(~24.5o)가 가장 높은 인텐서티를 보여준다. 니켈의 경우, 환원과정에 의해 입자가 형성되는 과정에서 결정의 질서도가 낮은 비정질과 같은 구조가 되기 쉽다. 이로 인해 회절 패턴에서 보이는 바와 같이 결정면에 따른 피크들이 명확하게 나타나지 않는다. 그러나, 니켈 산화물의 피크는 존재하지 않으므로 매우 순수한 금속 니켈이 만들어졌음을 알 수 있다. 다만, 니켈(b)의 회절 패턴에서 33 ~ 36o 부근의 넓은 회절패턴은 X-선 회절 측정을 위해 공기와 접촉했을 때 만들어진 표면 산화물에 의한 패턴으로 판단된다.
도 1은 카본블랙을 담지체로 하는 니켈 또는 팔라듐 나노입자 제조순서를 도식화한 것이다.
도 2(a)는 카본블랙에 담지된 28.6 중량%의 Pd 나노입자의 TEM 이미지이다.
도 2(b)는 카본블랙에 담지된 21.1 중량%의 Ni 나노입자의 TEM 이미지이다.
도 3(a)는 카본블랙에 담지된 28.6 중량%의 Pd 나노입자의 분말 회절 패턴이다.
도 3(b)는 카본블랙에 담지된 21.1 중량%의 Ni 나노입자의 분말 회절 패턴이다.

Claims (8)

1,2-프로판다이올에 안정화제를 녹여서 혼합액을 제조하는 단계;
상기 혼합액에 탄소 담지체를 넣은 후 교반하여 분산액을 제조하는 단계;
니켈 또는 팔라듐 전구체를 1,2-프로판다이올에 용해시켜서 전구체 용액을 제조한 후, 상기 전구체 용액을 상기 분산액과 혼합 및 교반하여 분산된 전구체 용액을 제조하는 단계;
상기 분산된 전구체 용액에 포함된 미량의 물을 증발시키는 단계:
상기 분산된 전구체 용액의 금속 전구체를 환원하여 나노입자를 제조하는 단계; 및
상기 나노입자를 세척 및 건조과정을 통하여 분말 상태의 소재로 얻는 단계;
를 포함하는 니켈 또는 팔라듐 나노입자의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 분산된 전구체 용액을 환원시키기 전에 상기 분산된 전구체 용액을 초음파 분산시키는 것을 특징으로 하는 니켈 또는 팔라듐 나노입자의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 안정화제는 올레일아민(oleylamine)인 것을 특징으 로 하는 니켈 또는 팔라듐 나노입자의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 담지체는 탄소분말, 카본블랙, 아세틸렌블랙, 케첸블랙, 활성탄소, 카본나노튜브, 카본나노파이버, 카본나노와이어, 카본나노혼, 카본에어로겔, 카본크레로겔 및 카본나노링 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 니켈 또는 팔라듐 나노입자의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 환원과정에서 환원제는 수소화붕소나트륨을 사용하는 것을 특징으로 하는 니켈 또는 팔라듐 나노입자의 제조방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중에서 선택된 어느 한 항의 방법으로 제조된 나노입자 촉매.
제 6 항의 상기 나노입자 촉매를 포함하는 연료전지 전극.
제 7 항의 상기 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지.
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