본 기술은 고밀도로 술폰화된 폴리(플루오렌일 에테르 술폰)(dsPFES) 다중블록 공중합체와 이미다졸리움으로 관능화된 폴리(에테르 술폰)(imPES) 랜덤 공중합체를 블렌딩하여, 두 고분자 간 이온 상호작용으로 물리적 가교 구조를 형성한 복합 고분자 분리막입니다.
나피온 등 과불소계 고분자 전해질막은 생산비용이 높고 80℃ 이상 고온에서 연료 크로스오버가 커지는 문제가 있었습니다. 탄화수소계 술폰화 고분자는 이온 전도도를 높이려 술폰화도를 올리면 과도한 팽윤으로 물리적·화학적 안정성이 떨어지고, 화학적 가교를 도입하면 전도도가 감소하는 한계가 존재했습니다.
본 기술은 imPES가 dsPFES 중량 대비 1~10 wt% 수준으로 첨가되어 가교제 역할을 하므로, 고밀도 술폰화 구조가 만드는 이온 채널을 유지하면서 막의 치수 안정성과 내화학성을 높입니다. 80℃에서 0.24 S/cm를 넘는 양성자 전도도를 확보하면서도 복잡한 화학 가교 반응 없이 용액 혼합과 캐스팅만으로 제조할 수 있습니다. 수송용·휴대용 PEMFC의 전해질막과 정수필터 등 수처리 분리막에 적용될 수 있어 과불소계 막을 대체하는 저비용 고성능 막 소재로 활용될 수 있습니다.
본 발명은 미래창조과학부의 분자구조의 제어를 통한 고성능 음이온교환막 원천소재 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
N/A
