Poly(ethylene glycol) mediated interfacial fusion of hydrocarbon membrane and perfluorinated ionomer based catalyst layer for mechanically robust PEMFC고분자 막 연료전지에서 가소제를 이용한 탄화수소계 고분자 막과 불소계 이오노머 촉매층 사이의 계면 접착 연구

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전 세계적으로 많은 국가와 글로벌 회사들이 지속 가능한 성장을 위한 clean technology에 대한 관심이 높아지고 있는 상황입니다. 다양하게 제시되고 있는 clean technology 중에서도 수소에너지를 사용하여 화학에너지로부터 전기에너지를 획득할 수 있는 고분자 전해질 막 연료전지가 지속적으로 연구되고 있습니다. 그러나 고분자 전해질 막 연료전지가 상업적으로 채택되기 위해서는 가격의 절감이 필요한 상황입니다. 특히, 고분자 전해질 막 연료전지에 사용되는 고분자 막의 경우, 주로 불소계 고분자인 Nafion이 현재 주로 쓰이고 있는데 이는 고가의 모노머 사용, 고온 고압의 생산공정으로 인하여 가격 경쟁력이 떨어지는 상황입니다. 그러므로 고분자 막 연료전지가 가격 경쟁력을 갖고 불소계 고분자 막 대체를 위해 sulfonated poly(ether ether ketone) (s-PEEK), sulfonated polyimide (s-PI), sulfonated poly(arylene ether sulfone) (s-PAES) and sulfonated poly(phenylene sulfide) (s-PPS) 와 같은 하이드로 카본계 고분자 막에 대한 연구가 지속적으로 진행되어 왔습니다. 하지만, 하이드로 카본계 고분자 막의 경우, 불소계 ionomer로 제작된 촉매층과의 계면에서의 문제를 보이고 있습니다. 이 interfacial delamination은 하이드로 카본계 고분자 막과 촉매층 사이의 chemical dissimilarity 에 의하여 발생하게 되는데 이로 인하여 연료전지의 성능이 감소하는 주요 원인으로 작용합니다. 그래서 본 연구에서는 interfacial bonding layer (IBL)를 촉매층과 하이드로 카본계 고분자 막 사이에 단순한 spray coating system을 이용하여 적용함으로써 계면에서의 chemical affinity를 증가시켜 계면 결착력을 증진하고 불소계 고분자 막을 대체함으로써 가격 경쟁력을 얻고자 했습니다. 추가적으로 물리적, 전기화학적 특성 확인을 통해 interfacial bonding layer (IBL)의 효과를 확인했습니다.
Advisors
Kim, Hee Takresearcher김희탁researcher
Description
한국과학기술원 :생명화학공학과,
Publisher
한국과학기술원
Issue Date
2015
Identifier
325007
Language
eng
Description

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 생명화학공학과, 2015.8 ,[iv, 56 p. :]

Keywords

fuel cell; polymer electrolyte membrane fuel cell; membrane; interfacial bonding layer; interface; 연료전지; 고분자 막 연료전지; 계면 접착층; 가소제; 하이드로카본계 막

URI
http://hdl.handle.net/10203/206334
Link
http://library.kaist.ac.kr/search/detail/view.do?bibCtrlNo=628587&flag=dissertation
Appears in Collection
CBE-Theses_Master(석사논문)
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