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저자정보
이지현 (경남과학기술대학교[GNTECH] 에너지공학과) 박치훈 (경남과학기술대학교[GNTECH] 에너지공학과)
저널정보
한국막학회 멤브레인 멤브레인 제27권 제4호
발행연도
2017.1
수록면
358 - 366 (9page)

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연료전지용 전해질막의 성능에 있어서 가장 중요한 요소는 수소이온이 전해질막 내부에 형성된 수화채널을 따라서 얼마나 빨리 전달될 수 있느냐이다. 여기에는 수화채널의 모폴로지 및 수소이온의 확산도 등이 매우 중요한 요소가 되는데, 이를 규명하기 위하여 다양한 분자동역학 전산모사 연구가 진행되고 있다. 분자동역학 계산에 있어서 각 원자의 움직임 및 상호작용을 미리 변수화 시켜 놓은 force-field는 필수 요소 중 하나로서, 본 연구에서는 이러한 force-field의 종류가 전해질막 전산모사에 미치는 영향을 분석하기 위하여, 다양한 force-field를 이용하여 연료전지용 전해질막의 수소이온 확산도를 계산하였다. 이 과정에서 non-bonding interaction을 결정하는 전하 값이 수화채널 모폴로지 형성에 매우 중요한 역할을 한다는 것이 밝혀졌으며, COMPASS force-field가 가장 정확한 수소이온 확산도 값을 얻음으로써 연료전지용 전해질막의 전산모사에 있어서 가장 적절한 force-field일 것으로 판단된다. 이러한 force-field의 적절한 선정은 최종 분자 구조 뿐만 아니라 수소이온 확산도에도 큰 영향을 주는 것을 알 수 있었으며, 연료전지용 전해질막 전산모사 수행 시에는 이러한 부분을 충분히 감안하여 force-field를 선택하여야 할 것이다.
#fuel cells #polymer electrolyte membranes #molecular dynamics #force-field #proton diffusivity

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J. Larminie / 2003 / Fuel Cell Systems Explained / Wiley google schola B. C. H. Steele / 2001 / Materials for fuel-cell technologies / Nature 414:345 google schola 이충섭 / 2002 / 양이온교환막 소재 개발 동향 / 멤브레인 12(1):1~7 dbpia 설용건 / 2010 / Nafion 용액 함침과 전기방사를 이용한 고분자 전해질 연료전지용 폴리에테르술폰 막 / 멤브레인 20(1):40~46 google schola 박치훈 / 2016 / 연료전지용 수소이온 교환막의 분자동역학 연구 / 멤브레인 26(5):329~336 dbpia

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