$\require{mediawiki-texvc}$

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.

음이온교환막 연료전지 응용을 위한 UV 중합법을 이용한 세공 충진 음이온교환막 개발
Development of Pore Filled Anion Exchange Membrane Using UV Polymerization Method for Anion Exchange Membrane Fuel Cell Application 원문보기

멤브레인 = Membrane Journal, v.33 no.2, 2023년, pp.77 - 86  

곽가진 (경상국립대학교 나노신소재공학부 고분자공학과) ,  김도형 (경상국립대학교 그린에너지융합연구소) ,  남상용 (경상국립대학교 나노신소재공학부 고분자공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 연구에서는 낮은 막 저항과 높은 수산화 이온 전도성을 가지는 세공 충진 이온교환막 제조법으로 연구하였다. 알칼리 내구성을 향상하기 위해 폴리 테트라 플로오 에틸렌 소재인 다공성 지지체를 사용하였고 세공에는 단량체 2-(dimethylamino)ethyl methacrylate (DMAEMA), vinylbenzyl chloride (VBC)를 이용하여 copolymer를 제조했다. 가교제는 divinylbenzene (DVB)를 사용하였고 가교제 함량별로 이온교환막을 제조하여 DMAEMA-DVB와 VBC-DMAEMA-DVB copolymer에서 가교제 함량이 미치는 영향에 관해 연구하였다. 그 결과, PTFE 소재 지지체를 이용하여 화학적 안정성이 향상했고 저압 UV 램프를 사용하여 낮은 온도에서 빠른 광중합이 가능하여 생산성을 높일 수 있는 장점이 있다. 음이온교환 막 연료전지에 요구되는 이온교환막의 물리적 및 화학적 안정성을 확인하기 위해서 인장강도와 내알칼리성 테스트를 진행하였다. 그 결과, 가교도가 증가할수록 인장강도 대략 40 MPa가 증가하였고, 최종적으로 이온전도도와 내알칼리성 테스트를 통해 가교제 함량이 증가할수록 알칼리 안정성이 증가하는 것을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, pore-filled ion exchange membranes with low membrane resistance and high hydroxide ion conductivity was developed. To improve alkali durability, a porous substrate made of polytetrafluoroethylene was used, and a copolymer was prepared using monomers 2-(dimethyl amino) ethyl methacryla...

주제어

#pore-filled ion-exchange membranes   #UV-polymerization   #anion exchange membrane fuel cell   #alkaline stability  

참고문헌 (19)

  1. S. J. Yoon, "Korea's 2050 carbon neutral scenario:？Contents and challengs", Energy Econ. Inst., 82,？18 (2021) 

  2. G. Das, J.-H. Choi, P. K. T. Nguyen, D.-J. Kim,？and Y. S. Yoon, "Anion exchange membranes for？fuel cell application: A review", Polymers, 14,？1197 (2022) 

    상세보기

  3. T.-Y. Son, T.-H. Kim, H. J. Kim, and S.-Y. Nam,？"Problems and solutions of anion exchange membranes for anion exchange membrane fuel cell？(AEMFC)", Appl. Chem. Eng., 29, 489 (2018). 

  4. D. R. Dekel, "Review of cell performance in anion？exchange membrane fuel cells", J. Power Sources,？375, 158 (2017). 

  5. T. S. Mayadevi, S. Sung, L. Varghese, and T.-H.？Kim, "Poly (meta/para-terphenylene-methyl piperidinium)-based anion exchange membranes: The effect of backbone structure in AEMFC application",？Membranes, 10, 329 (2020). 

    상세보기

  6. R. Cownden, M. Nahon, and M. A. Rosen,？"Exergy analysis of a fuel cell power system for？transportation applications", Int. J. Exergy, 1, 112-121 (2001), 

  7. R. O'Hayre, S.-W. Cha, W. G. Colella, and F. B.？Prinz, "Fuel Cell Fundamentals", John Wiley &？Sons, New Jersey, United States (2016). 

  8. M. Hren, M. Bozic, D. Fakin, K. S. Kleinschek,？and S. Gorgieva, "Alkaline membrane fuel cells:？anion exchange membranes and fuels", Sustain.？Energy Fuels, 5, 604 (2021). 

  9. H. Choi, C. Rhyu, S. Lee, C. Byun, and G.？Hwang, "Study on anion exchange membrane for？the alkaline electrolysis", Trans. of the Korean？Hydrogen and New Energy Society, 22, 184？(2011). 

  10. K.-B. Heo, M. Kim, K.-H. Jung, and B.-S. Kim,？"Study of anion-exchange membrane by 2-hydroxyethyl methacrylate", Theories and Applications of？Chem. Eng., 11, 235 (2005). 

  11. T. Yamaguchi, F. Miyata, and S. Nakao, "Pore？filling type polymer electrolyte membranes for a？direct methanol fuel cell", J. Membr. Sci., 214,？283 (2003). 

    상세보기

  12. D.-H. Kim and M.-S. Kang, "Development and applications of pore-filled ion-exchange membranes",？Membr. J., 28, 307 (2018). 

  13. J. H. Song, B. K. Seo, and Y. J. Choi, "Structural？studies in anion exchange membrane prepared by？vinyl benzyl chloride and its electrochemical properties", Membr. J., 25, 310 (2015). 

  14. D. Shin, "Improvement in chemical stability of？polymer electrolyte membranes for alkaline membrane fuel cell applications", KIC News, 21, 25？(2018). 

  15. J. R. Varcoe, P. Atanassov, D. R. Dekel, A. M.？Herring, M. A. Hickner, P. A. Kohl, A. R.？Kucernak, W. E. Mustain, K. Nijmeijer, K. Scott,？T. Xu, and L. Zhuang, "Anion-exchange membranes in electrochemical energy systems", Energy？Environ. Sci., 7, 3135 (2014). 

    상세보기

  16. J. Wang, S. Gu, R. Xiong, B. Zhang, B. Xu, and？Y. Yan, "Structure-property relationships in hydroxide-exchange membranes with cation strings and high ion-exchange capacity", ChemSusChem,？8, 4229 (2015). 

    상세보기

  17. S. Sung, B. Lee, O. Choi and T.-H. Kim,？"Development of anion exchange membrane based？on crosslinked poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide) for alkaline fuel cell application", Membr. J.,？29, 173 (2019). 

  18. G. Couture, A. Alaaeddine, F. Boschet, and B.？Ameduri, "Polymeric materials as anion-exchange？membranes for alkaline fuel cells", Prog. Polym.？Sci., 36, 1521 (2011). 

    상세보기

  19. D. R. Dekel, M. Amar, S. Willdorf, M. Kosa, S.？Dhara, and C. E. Diesendruck, "Effect of water on？the stability of quaternary ammonium groups for？anion exchange membrane fuel cell applications",？Chem. Mater., 29, 4425 (2017). 

    상세보기

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 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