| 초록 |
연료전지용 고분자 전해질막은 내부에 형성되는 수화채널을 통하여 수소이온을 전달하게 된다. 따라서 이러한 수화채널이 얼마나 효과적으로, 즉 막힌 채널 없이 더 넓은 채널을 형성하느냐에 따라 수소이온의 전달 효율이 달라지게 되고, 최종적으로 연료전지 전체의 성능을 좌우하게 된다. 따라서, 이러한 고분자 전해질막 내부에서 수화채널이 형성되는 형태를 분석하기 위한 다양한 연구가 진행되어 왔다. 이를 위하여 SAXS, TEM 등의 분석 방법이 널리 사용되어지고 있는데, 이러한 분석법의 경우 대략적인 채널의 크기나 친수성 작용기의 분포 등을 분석할 수는 있지만 실제 수화채널이 어떤 형상을 가지고 있는지는 정확하게 파악하기 어렵다는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 수화채널을 분석하고 최종적으로 이에 따른 고분자 전해질막 성능 변화를 관찰하기 위하여 분자동역학 전산모사 기술을 사용하고자 하였다. 이를 위하여 여러 가지의 고분자 전해질막 중 상대적으로 저가습 성능이 나쁜 것으로 알려져 있는 탄화수소계 고분자 전해질을 선택하였으며, 다양한 함수율 조건 하에서 수화채널을 분석하고 수소이온 전달 성능을 분석하였다. |
