본 기술은 폴리(아릴렌 술폰) 등의 고분자 주쇄에 탄소수 6~16의 알킬 이미다졸 등 OH- 전도체 곁사슬을 빗살처럼 결합한 코움 구조의 자체응집형 음이온 교환막입니다. 긴 알킬 사슬이 소수성 영역을 만들어 이온 클러스터를 응집시키고 넓게 연결된 이온 채널을 형성합니다.
알칼리 연료전지용 음이온 교환막은 주로 4차 암모늄 양이온을 사용했으나 높은 pH에서 쉽게 분해되었고, 안정성이 나은 이미다졸리움계도 전도도가 만족스럽지 못했습니다. 전도도를 올리려고 이온 교환 용량을 높이면 과도한 수분 흡수로 막이 크게 팽윤하는 문제가 있었습니다.
본 기술은 이온 교환 용량을 0.92~1.14 meq/g 수준으로 유지하면서도 이온 이동도를 높여 80℃에서 0.14 S/cm 이상의 수산화이온 전도도를 확보하고 화학적·열적·치수 안정성도 함께 갖춥니다. 비귀금속 촉매를 쓰는 알칼리성 교환막 연료전지(AEMFC)와 수전해 장치의 분리막에 적용될 수 있어 스택 소재 비용을 낮추면서 고온 운전 성능을 유지하는 막 설계가 가능합니다.
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