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폴리에틸렌 옥사이드 리간드 은나노 입자의 합성과 이를 함유한 고체고분자 전해질의 특성

Title
폴리에틸렌 옥사이드 리간드 은나노 입자의 합성과 이를 함유한 고체고분자 전해질의 특성
Other Titles
Synthesis of poly(ethylene oxide)ligand silver nanoparticles and properties of solid polymer electrolyte containing that
Author
김용진
Alternative Author(s)
Kim, Yong-Jin
Advisor(s)
노시태
Issue Date
2007-02
Publisher
한양대학교
Degree
Master
Abstract
최근, 전자제품의 수요고객과 친환경적인 자동차가 요구되는 시장은 높은 에너지, 고 에너지밀도, 긴 수명, 신뢰성, 그리고 안정성을 특징으로 하는 전기화학적 에너지원의 개발과 연구의 동기가 되어왔다. 고객의 요구를 만족시키기 위해서는, 전해질의 기계적, 전기화학적 특성의 추가적인 향상이 필요하다. 그러나, PEO-LiX 전해질의 전기화학적 특성은 사용자들의 요구를 만족시키지 못했다. 따라서 이 연구에서는, PEO-based polyurethane 고분자 전해질에 polyether를 포함한 금속 나노입자를 첨가제로 사용한 연구를 하였다. Poly(ethylene glycol)-protected silver clusters(PEOAgMPCs)는 α-methoxypoly(ethylene glycol)ethyl 2-mercaptoacetate (PEO-SH)와 dimethyl form amide(DMF)를 용매로 한 은나노 입자로부터 합성하였다. 그리고 poly(ethylene oxide)기반의 고체고분자전해질에 리튬염은 LiCF₃SO₃를 사용하였으며 PEOAgMPCs를 첨가제로 사용하여 그 특성을 연구하였다. PEO-SH의 화학적 구조는 FT-IR, ¹H-NMR, and ^(13)C NMR의 분광학적 분석에 의해 확인되었다. PEOAgMPCs의 분산특성은 transmission electron micrograph(TEM) 과 dynamic light scattering(DLS)에 의해 연구되었다. DMF에 분산된 PEOAgMPC의 평균입자크기는 10~13nm이고 고른 분산 정도를 갖고 있다. 이온전도도는 AC impedance를 사용하여 연구되었다. PEOPU/LiCF₃SO₃/PEOAgMPCs 고체고분자전해질의 이온전도도는 상온에서10^(-5) S/cm이다. 열적특성은 thermogravimetric analysis(TGA) 와 differe-ntial scaning calorimeter(DSC)에 의해 연구되었다. 클러스터의 금속과 결합되어 있는 유기물의 함량은 52%이다. 무정형의 PEOPU가 갖는 T_(g)는 일반적으로 염이 증가함에 따라 상승한다. PEOAgMPCs와 염을 첨가한 고체고분자 전해질은 염만 첨가한 고체고분자전해질보다 낮은 T_(g)를 갖는다. 고체고분자 전해질에 [ether oxygen] : [Li+]의 비가 [8]:[1], [16]:[1], 그리고 [24]:[1] 되도록 LiCF₃SO₃ 염을 첨가하였다. PEOAgMPCs의 양은 10wt.%이다.; In recent years, the market for consumer electronic products and the call for environmentally compatible vehicles have motivated the research and development of electrochemical power sources characterized by high energy, high power densities, good cyclability, reliability, and safety. To satisfy consumer’s demands, additional improvements in the electrochemical and mechanical properties of electrolytes are needed. However, Electrochemical properties of PEO-LiX electrolyte do not satisfy user’s demands. In this study, we investigated the addition of metal nanoparticles as a additives for PEO-based polyurethane polymer electrolytes. Novel polymer electrolytes can be fashioned by using polyether MPC ligands, such as thiolated poly(ethylene glycol). Poly(ethylene glycol)-protected silver clusters (PEOAgMPCs) were synthesized from α-methoxypoly(ethylene glycol)ethyl 2-mercaptoacetate (PEO-SH) and silver nanopart-icles in DMF. And the properties of the PEOAgMPCs-added poly(ethylene oxide)-based solid polymer electrolytes(SPE) using LiCF₃SO₃ as a lithium salt were investigated. The chemical structure of the PEO-SH was determined by FT-IR, ¹H NMR, and ^(13)C NMR spectroscopies. Dispersion properties of PEOAgMPCs were investigated using transmission electron micrograph (TEM) and dynamic light scattering(DLS). The dispersion of PEOAgMPCs in DMF has 10~13nm average core size and good uniform dispersity. The conductivities were studied using AC impedance. The ion conductivity of PEOPU/LiCF₃SO₃/PEOAgMPCs is 10^(-5) S/cm at room temperature. Thermal properties were investigated by thermogravimetric analysis(TGA) and differential scanning calorimeter(DSC). Combining metal core size with a 52% organic fraction determined by TGA. DSC analysis indicated that effect of PEOAgMPCs content on the glass transition temperatures(T_(g)) of PEOPU phase were different in salt-free and salt-added hybrids. T_(g) of amorphous PEOPU generally shifts towards the high temperature with addition of salt. T_(g) of SPE film with addition of PEOAgMPCs and salts shows the low temperature than with addition of salt only. The SPE films were containing LiCF₃SO₃ dissolved in a 8:1, 16:1 and 24:1 [ether oxygen]:[Li^(+)] ratio. Amount of PEOAgMPCs was 10wt.%.
URI
https://repository.hanyang.ac.kr/handle/20.500.11754/149426http://hanyang.dcollection.net/common/orgView/200000406664
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GRADUATE SCHOOL[S](대학원) > DEPARTMENT OF FINE CHEMICAL ENGINEERING(정밀화학공학과) > Theses (Master)
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