본 기술은 피페리딘기와 모폴리니움기 등 전도성 작용기를 측쇄에 도입한 폴리(페닐렌 옥사이드) 고분자로 박막을 형성한 연료전지용 음이온 교환막입니다. N-브로모숙신이미드로 고분자를 브롬화한 뒤 작용기 화합물을 반응시키는 경로로 제조됩니다.
음이온 교환막 알칼리 연료전지는 귀금속 촉매 없이 구동할 수 있는 장점이 있지만, 기존 고분자 막은 높은 pH에서 안정성이 낮고 수산화 이온 이동도가 낮아 전도도 확보가 어려웠습니다. 이온 교환 용량을 높이면 과도한 수분 흡수로 막이 팽창해 기계적 물성이 떨어지고, 가교로 이를 보완하면 이온전도도가 감소하는 한계가 존재했습니다.
본 기술은 측쇄 작용기 간 상호작용과 수산화 이온과의 상호작용을 강화해 이온 교환 용량을 1.8~2.0 meq/g 수준으로 제어하고, 저온과 고온 모두에서 우수한 이온 전도도를 확보합니다. 저습·고습 조건에서도 치수 변화가 작고 기계적 안정성이 높아 알칼리 연료전지 스택과 막전극 접합체에 적용될 수 있어 귀금속 촉매 의존도를 낮춘 저비용 연료전지 상용화를 앞당길 수 있습니다.
본 발명은 미래창조과학부의 분자구조의 제어를 통한 고성능 음이온교환막 원천소재 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
N/A
