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수소이온 전달 특성에 미치는 바인더로 활용 가능한 나피온Ⓡ의 주쇄 길이의 영향
Effect of NafionⓇ Chain Length on Proton Transport as a Binder Material 원문보기

멤브레인 = Membrane Journal, v.30 no.1, 2020년, pp.57 - 65  

강호성 (경남과학기술대학교(GNTECH) 미래융복합기술연구소 에너지공학과) ,  박치훈 (경남과학기술대학교(GNTECH) 미래융복합기술연구소 에너지공학과)

초록
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본 연구에서는 고분자 전해질막을 구성하고 있는 고분자 주쇄의 반복단위 개수를 변경해 가며 수화채널 모폴로지와 이온전도도의 변화를 비교하였고, 최종적으로 분자동역학 전산모사 수행 시에 적정한 고분자 모델을 선정하기 위한 기준을 제시하고자 하였다. 고분자 주쇄의 길이가 가장 짧은 모델에서 주쇄 및 술폰산기의 움직임이 커지는 것을 관찰할 수 있었지만, 수화채널 모폴로지는 특별한 상관관계를 발견할 수 없었다. 또한, 수화채널 모폴로지에 가장 큰 영향을 받는 수소이온 전달 능력의 특성 상, 수소이온 전도도에서도 고분자 주쇄의 길이와 큰 상관관계를 보이지는 않았다. 이러한 결과는 특히 바인더용 이오노머 제조에 대한 중요한 정보를 제공한다. 일반적으로 바인더용 이오노머의 경우 고분자 전해질막 소재를 저분자량으로 합성하여 사용하게 되는데, 이때 주쇄/술폰산기의 움직임이 향상되므로 촉매층을 잘 둘러싸는 역할을 할 수 있는 반면에, 수소이온 전달 능력 자체에 있어서는 특별한 변화가 없을 것을 예상할 수 있다. 결론적으로, 바인더용 이오노머 제조시에는 수소이온 전달 성능보다는 물성에 좀 더 초점을 맞추어 분자량 및 구조 설계가 필요할 것이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of this study was to compare the water channel morphology and the proton conductivity by changing the number of repeating units of the polymer backbone of PEMs, and to present a criterion for selecting an appropriate polymer model for MD simulation. In the model with the shortest polymer...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 고분자 전해질막을 구성하고 있는 고분자 주쇄의 반복단위 개수를 변경해 가며 분자동역학 전산모사를 진행하여, 이에 따른 수화채널 모폴로지와이온전도도의 변화를 비교하였다. 이를 통하여 고분자주쇄의 길이가 고분자 전해질막의 특성에 미치는 영향을 규명하고자 하였으며, 최종적으로 분자동역학 전산모사 수행 시에 적정한 고분자 모델을 선정하기 위한 기준을 제시하고자 하였다.
  • 본 연구에서는 고분자 전해질막을 구성하고 있는 고분자 주쇄의 반복단위 개수를 변경해 가며 분자동역학 전산모사를 진행하여, 이에 따른 수화채널 모폴로지와이온전도도의 변화를 비교하였다. 이를 통하여 고분자주쇄의 길이가 고분자 전해질막의 특성에 미치는 영향을 규명하고자 하였으며, 최종적으로 분자동역학 전산모사 수행 시에 적정한 고분자 모델을 선정하기 위한 기준을 제시하고자 하였다.
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