초록 ▼

1. 최종목표
○ CDI 탄소계 축전 전극의 성능효율 향상을 위한 이온교환소재의 제조 및 평가기술 확립
○ 축전 전극에 적합한 양이온 교환소재 선정, 제막 및 물성 평가
2. 개발내용 및 결과
○ 소수성 고분자의 술폰화 제조공정에 의한 이온교환막 제조
- 이온교환막의 기술개발동향 자료수집 및 분석
- 폴리에테르술폰의 술폰화 반응과 물성 측정
- 이온교환수지를 이용한 불균질 이온교환막 제조 및 물성 측정
○ 폴리 스티렌계 양이온 교환소재 제조 및 물성 평가 기술 확립
- 모노머를 이용한

1. 최종목표
○ CDI 탄소계 축전 전극의 성능효율 향상을 위한 이온교환소재의 제조 및 평가기술 확립
○ 축전 전극에 적합한 양이온 교환소재 선정, 제막 및 물성 평가
2. 개발내용 및 결과
○ 소수성 고분자의 술폰화 제조공정에 의한 이온교환막 제조
- 이온교환막의 기술개발동향 자료수집 및 분석
- 폴리에테르술폰의 술폰화 반응과 물성 측정
- 이온교환수지를 이용한 불균질 이온교환막 제조 및 물성 측정
○ 폴리 스티렌계 양이온 교환소재 제조 및 물성 평가 기술 확립
- 모노머를 이용한 술폰화된 스티렌-디비닐벤젠 공중합 이온교환막
- 고분자를 이용한 술폰화된 폴리스티렌 이온교환막
- 합성된 공중합체, 술폰화된 고분자의 특성 분석 : 전자현미경 사진, NMR 분석, FT-IR 분석 등
- 이온교환용량, 전기저항, 흡수율 등 이온교환소재의 물성을 측정하고 상용화 제품과 비교
○ 폴리아닐린을 첨가한 폴리스티렌 이온교환막의 제조
- 술폰화제인 아세틸 설페이트 함량에 따른 전기화학적 물성 변화 측정
- 전도성 고분자인 폴리아닐린의 함량에 따른 물성의 영향
- 폴리아닐린의 첨가에 따라 이온교환막의 대폭적인 전기저항 감소효과
3. 사업성과
○ 기술적 성과
- 선진국 기술과 비교하여 기술적 우위를 확보할 수 있는 CDI 성능 효율 향상을 위한 양이온 이온교환소재 개발
- 본 연구에서는 polystryene에 아세틸 설페이트를 술폰화제로 사용하여 이온교환막을 제조한 결과 현재 상용화 되고 있는 Astom(일본)사의 막의 물성과 대응한 막 제조 기술 확립
- 또한 전도성 고분자로 알려진 폴리 아닐린을 술폰화된 폴리스티렌에 첨가하여 전기적특성이 우수한 SPS/PANI 막을 제조하는 기술 확립
○ 경제적 성과
- 가공성이 우수한 폴리스티렌 고분자를 사용하여 양이온 이온교환막을 제조하고, 전기 투석, CDI와 같은 수처리 기술에 적용 할 수 있는 이온교환 소재와 CDI 적용기술 확보
- 이온교환소재 및 전극제조 기술등의 관련 개발기술이 확보되면 가까운 장래에 기존의 역삼투압과 이온교환수지 처리 같은 수처리 기술을 대체하는 새로운 수처리 기술로 자리를 잡을 수 있을 것으로 예상
- 관련 장치의 국산화 개발로 현재 선진국으로부터 수입에 의존하고 있는 제품을 수입 대체가 가능.
○ 사회적 성과(일자리 창출 등)
- 참여기업에서는 석ㆍ박사급 연구원를 충원하고 기술연구소를 확대 개편하여 수처리 기술연구개발 기능 강화
4. 향후추진계획
○ CDI 전극용 이온교환 소재 또는 바인더 개발 개발 기술연구 계속 수행
○ 본 연구에서 확립된 양이온교환막 제조 기술을 활용하여 향후 CDI 전극용 음이온 교환소재를 개발하여 전체적으로 균형이 잡힌 CDI 성능 효율 향상 이루고자 함.
○ 이온교환막의 전기화학적 특성과 이온교환 소재 물성 분석을 체계적으로 연구하여 CDI기술 뿐만 아니라 다른 관련 응용 분야에 잘 활용될 수 있도록 함.

목차 Contents

• 사업비사용실적보고서...1
• Ⅰ. 총괄현황...1
• Ⅱ. 과제개발비 세부집행 내역...1
• 개발결과의견서...9
• 최종보고요약서(초록)...10
• 목 차...12
• 제 1 장 서론...17
• 제 1 절 CDI 기술...17
• 제 2 절 이온교환막...30
• 제 3 절 전극용 이온교환소재...52
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법...55
• 제 1 절 실험 재료와 이온교환소재 제조 방법...55
• 제 2 절 이온교환소재의 물성 측정...62
• 제 3 절 양이온교환소재 제조 및 물성 결과...66
• 제 3 장 사업성과...96
• 제 1 절 기술적 성과...96
• 제 2 절 경제적 성과...97
• 제 3 절 기타 성과...97
• 제 4 장 결론...99
• 제 1 절 양이온 교환수지를 이용한 불균질 이온교환막...99
• 제 2 절 술폰화된 폴리에테르술폰 이온교환막...99
• 제 3 절 술폰화된 스티렌-디비닐벤젠 공중합 이온교환막...99
• 제 4 절 술폰화된 폴리스티렌 이온교환막...100
• 제 5 절 향후 계획...100
• 참고 문헌...101
• 부록...106