| 초록 |
최근 연료전지는 화석연료의 사용으로 인한 환경문제와 자원의 고갈로 인하여 친환경적인 새로운 대체 에너지원으로 관심이 집중되고 있다. 이들 연료전지는 연료의 산화-환원반응을 통하여 화학적 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치로서 구조가 비교적 간단하고 에너지 효율이 높으며 생성되는 부산물이 물과 이산화탄소이므로 친환경적으로서 발전용, 수송용, 휴대용 등의 전력원으로 사용될 수 있다. 그 중 Nafion® 은 과불소화술폰산 막으로 수소이온 전도도가 높고 기계적 강도와 화학적 안정성이 우수하기 때문에 현재 수소연료전지에 상업적으로 이용되고 있다. 하지만 저습, 고온 공정(90 oC이상)에서의 수소이온 전도도의 감소, 복잡하고 어려운 제조 공정으로 비롯된 높은 단가, 특히, 직접메탄올 연료전지(direct methanol fuel cell (DMFC))로 응용 시 연료가 PEM을 통한 높은 투과에 의한 성능저하(methanol crossover) 등 문제점을 갖고 있다. 본 연구에서는 엔지니어링 플라스틱의 일종이며 내열성이 우수한 폴리(2,6-디메틸페닐렌 옥시드) (MPPO)을 이용하여 MPPO의 메틸기에 부분 bromination과 SSNa (styrenesulfonic acid sodium salt) 와의 원자이동 라디칼 중합 (ATRP)의 시간 조절을 통하여 가지 수와 가지 길이가 조절된 MPPO-g-PSSA 그라프트 공중합체를 합성하였다. 합성된 그라프트 공중합체를 용액 casting 방법으로 막(membrane)을 제조하였으며 이들 막의 성능은 수소이온 전도도, 메탄올 투과도, 열적 안정성으로 평가하였다. 제조된 막의 함수율, 이온교환용량 (IEC), 수소이온 전도도, 그리고 메탄올 투과도는 PSSA 블록 함량의 증가, 즉, sulfonic acid의 함량의 증가에 따라 모두 증가하였으며, 수소이온 전도도와 메탄올 투과도는 유사한 변화 추세를 나타내었다. |
