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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 발행연도
- 2015
- 저작권
- 과학기술연합대학원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
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고분자 전해질 연료전지(polymer electrolyte membrane fuel cells, PEMFC)의 고분자 전해질 막으로 널리 사용되는 과불소화 술폰산계 나피온 막은 우수한 화학적 안정성 및 이온전도성을 가지고 있다. 그러나, 낮은 열적 안정성과 생산 가격이 높다는 단점을 가지고 있어, 이를 해결하기 위해 저가의 고내열성 탄화수소계 방향족 고분자의 연구가 많이 진행되어 왔다. 특히, 열적·화학적 안정성이 우수한 술폰화된 폴리아릴렌에테르술폰계(SPAEs)가 주목을 받아왔다.
본 연구에서는 상이한 친수성 구조를 갖는 2가지의 고농도 술폰산화 폴리 아릴렌 에테르 술폰계 멀티블록 고분자를 합성하였다. 합성된 고분자를 통해서 친수성 블록 내의 술폰산기 농도에 따른 화학적, 물리적 성질에 대한 영향을 분석하였다. 그 결과, 전해질 막의 이온전도도는 전 습도 영역에서 친수성 올리고머 내의 술폰산기 농도가 증가할수록 더욱 증가하는 것을 확인하였다. 특히 SPAES 4 X10Y10 고분자는 80도, 전 습도 영역에서 제일 높은 이온전도도를 보였다. TEM 이미지 분석 결과, 친수성-소수성 블록 간의 상 분리가 잘 발달된 것을 확인하였고, 상 분리의 정도는 친수성 올리고머 구조의 영향을 많이 받았다. 본 연구를 통해 고분자 전해질 연료전지용 전해질 막의 성능향상에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구에서는 상이한 친수성 구조를 갖는 2가지의 고농도 술폰산화 폴리 아릴렌 에테르 술폰계 멀티블록 고분자를 합성하였다. 합성된 고분자를 통해서 친수성 블록 내의 술폰산기 농도에 따른 화학적, 물리적 성질에 대한 영향을 분석하였다. 그 결과, 전해질 막의 이온전도도는 전 습도 영역에서 친수성 올리고머 내의 술폰산기 농도가 증가할수록 더욱 증가하는 것을 확인하였다. 특히 SPAES 4 X10Y10 고분자는 80도, 전 습도 영역에서 제일 높은 이온전도도를 보였다. TEM 이미지 분석 결과, 친수성-소수성 블록 간의 상 분리가 잘 발달된 것을 확인하였고, 상 분리의 정도는 친수성 올리고머 구조의 영향을 많이 받았다. 본 연구를 통해 고분자 전해질 연료전지용 전해질 막의 성능향상에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
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