$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

쌍극자-쌍극자 상호작용 형성을 이용한 향상된 기능의 연료전지용 고분자 전해질 막의 개발
Development of Polymer Electrolyte Membranes Using Dipole-dipole Interaction for Fuel Cell Applications 원문보기

대한화학회지 = Journal of the Korean Chemical Society, v.59 no.5, 2015년, pp.413 - 422  

원미희 (인천대학교 자연과학대학 화학과) ,  권소현 (인천대학교 자연과학대학 화학과) ,  김태현 (인천대학교 자연과학대학 화학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

연료전지는 수소와 산소를 연료로 하여 전기를 생산해 내는 장치로, 전기분해에 의해 음극에서 생성된 수소이온을 양극으로 전달할 수 있는 전해질을 필요로 한다. 전해질로써 Nafion과 같은 불소계 고체 고분자 막이 개발되어 왔으나, 고온에서의 수소이온 전도도 감소 및 높은 함수율에 따른 안정성 감소 등의 문제로 인해 새로운 연료전지용 고분자 전해질 막의 개발을 필요로 하였다. 본 연구에서는 술폰산기가 밀집된 구조를 갖는 단량체를 이용함으로써 높은 수소이온 전도도를 확보하고 이에 따른 고분자 막의 높은 함수율은 고분자 사슬 내에 나이트릴(CN) 작용기친수성 올리고머에 함께 도입함으로써 고분자 사슬간 쌍극자-쌍극자 상호작용을 통해 극복할 수 있도록 하였다. 결과적으로 물리적 가교가 형성된 고분자 막들은 높은 함수율 대비 우수한 치수안정성을 나타내었으며, 모든 조성에서 Nafion-117 고분자막에 비해 낮은 IEC값을 가짐에도 불구하고 보다 높은 전도도를 나타내었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Proton exchange membrane (PEM), which transfers proton from the anode to the cathode, is the key component of the proton exchange membrane fuel cell (PEMFC). Nafion is widely used as PEM due to its high proton conductivity as well as excellent chemical and physical stabilities. However, its high cos...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

문제 정의

  • 본 연구에서는 술폰산기가 밀집된 구조를 갖도록 하여 높은 수소이온 전도도를 갖고, 이에 따른 고분자의 높은 함수율을 나이트릴 작용기에 의한 쌍극자-쌍극자 상호작용으로 극복하고자 하였다. 나이트릴 작용기는 술폰산이 도입되는 친수성 올리고머에 같이 도입되었으며, 친수성 올리고머와 소수성 올리고머의 비율을 다르게 한 세 종류의 고분자 막을 준비해 특성을 비교하였다.
  • 하지만 높은 함수율은 고분자 막의 팽윤(swelling) 현상을 증가시키고 결국 물성에 영향을 끼치게 된다. 본 연구에서의 나이트릴기 도입은 고분자 사슬 간의 쌍극자-쌍극자 상호작용을 유발시켜 고분자 막의 높은 함수율을 유지하며, 그에 따른 팽윤 현상을 감소시키고자 하는 목적이 있다. Table 5의 결과를 보면, CN-6-15, CN-6-17, CN-6-26 고분자막의 경우 친수성 올리고머의 비율이 증가 할수록 물을 함유할 수 있는 술폰기가 증가하기 때문에 함수율이 증가하며 팽윤 정도 역시 증가한다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (30)

  1. Kim, C.-S. 고분자 과학과 기술 2004, 15, 550. 

  2. Hong, B.S. 고분자 과학과 기술 2004, 15, 562. 

  3. Pieke, P. C.; Vanderborgh, N. E.; J. Membr. Sci. 1987, 32, 313. 

  4. Kreuer, K. D. J. Membr. Sci. 2001, 185, 29. 

  5. Slade, P. C. T.; Barker, J.; Strange, J. H. Solid State Ionics 1987, 35, 11. 

  6. Gurau, B.; Smotkin, E. S. J. Power Sources 2002, 112, 339. 

  7. Shoesmith, J. P.; Collins, R. D.; Oakley, M. J.; Stevenson, D. K. J. Power Sources 1994, 49, 129. 

  8. Rikukawa, M.; Sanuri, K. Prog. Polym. Sci. 2000, 25, 1463. 

  9. Lemons, R. J. Power Sources 1990, 29, 251. 

  10. Scott, K.; Taama, W. M.; Argyropoulos, P.; Sundamacher, K. J. Power Sources 1999, 83, 204. 

  11. Lufrano, F.; Gatto, I.; Staiti, P.; Antonucci, V.; Passalacqua, E. Solid State Ionics 2001, 145, 47. 

  12. Blanco, J. F.; Nguyen, Q. T.; Schaetzel, P. J. Membr. Sci., 2001, 186, 267. 

  13. Huang, R. Y. M.; Shao, P.; Burns, C. M.; Feng, X. J. Appl. Polym. Sci. 2001, 82, 2651. 

  14. Lee, C. H.; Sohn, J. Y.; Park, H. B.; Lee, Y. M. J. Membr. Sci. 2003, 13, 110. 

  15. Li, Q.; Hjuler, H. A.; Bjerrum, N. J. J. Appl. Electrochem. 2001, 31, 773. 

  16. Kerres, J. A. J. Membr. Sci. 2001, 185, 3. 

  17. Zhu, Y.; Zieren, S.; Manthiram, A. Chem. Commun. 2011, 47, 7410. 

  18. Liu, H.; Lee, M.-H. Macromol. Res., 2009, 17, 725. 

  19. Kim, D. S.; Park, H. B.; Lee, C. H.; Lee, Y. M.; Moon, G. Y.; Nam, S. Y.; Hwang, H. S.; Yun, T. I.; Rhim, J. W. Macromol. Res., 2005, 13, 314. 

  20. Gao, Y.; Robertson, G. P.; Guiver, M. D.; Mikhailenko, S. D.; Li, X.; Kaliaguine, S. Macromolecules 2005, 38, 3237. 

  21. Shin, D. W.; Lee, S. Y.; Lee, C. H.; Lee, K.-S.; Park, C. H.; McGrath, J. E.; Zhang, M.; Moore, R. B.; Lingwood, M. D.; Madsen, L. A.; Kim, Y. T.; Hwang, I.; Lee, Y. M. Macromolecules 2013, 46, 7797. 

  22. Zheng, J.; He, Q.; Gao, N.; Yuan, T.; Zhang, S.; Yang, H. J. Power Sources 2014, 261, 38. 

  23. Gao, Y.; Robertson, G. P.; Guiver, M. D.; Mikhailenko, S. D.; Li, X.; Kaliaguine, S. Polymer 2006, 47, 808. 

  24. Lai, A. N.; Wang, L. S.; Lin, C. X.; Zhuo, Y. Z.; Zhang, Q. G.; Zhu, A. M.; Liu, Q. L. ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 8284. 

  25. Bae, B.; Yoda, T.; Miyatake, K.; Uchida, M.; Uchida, H.; Watanabe, M. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 10481. 

  26. Bae, B.; Yoda, T.; Miyatake, K.; Uchida, H.; Watanabe, M. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 317. 

  27. Park, J. Y.; Kim, T.-H.; Kim, H. J.; Choi, J.-H.; Hong, Y. T. Int. J. Hydrogen Energy 2012, 37, 2603. 

  28. Han, M.; Zhang, G.; Li, M.; Wang, S.; Zhang, Y.; Li, H.; Lew, C. M.; Na, H. Int. J. Hydrogen Energy 2011, 36, 2197. 

  29. Dang, H.-S.; Kim, D. ECS transactions, 2012, 50, 1107. 

  30. Bae, B.; Hoshi, T.; Miyatake, K.; Watanabe, M. Macromolecules 2011, 44, 3884. 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

BRONZE

출판사/학술단체 등이 한시적으로 특별한 프로모션 또는 일정기간 경과 후 접근을 허용하여, 출판사/학술단체 등의 사이트에서 이용 가능한 논문

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로