가교 가능 amPS/sPPO 를 이용한 양이온 교환 자기조립 다층박막에 관한 연구

Abstract

본 연구에서는 Nafion™ 212 표면에 양이온 고분자 전해질과음이온 고분자 전해질을 LbL 기법으로 교대로 쌓아 연료전지 분리막용 다층 전해질막 (PEM)을 제작하였다. 양이온 고분자 전해질로는 poly(azidomethyl styrene-ran-styrene-ran-vinylbenzyl trimethyl-ammonium chloride) (amPS-az) 를 사용하였고, 음이온 고분자 전해질로는 sulfonated poly(2, 6- dimethyl-1, 4-phenylene oxide) (sPPO) 를 사용하였다. 적층 후 다층막의 적층은 FTIR, SEM, UV-vis 로 확인하였고, 기계적, 화학적 안정성을 높이기 위해 자외선을 조사하여 LbL 전해질막을 가교시켰으며, 이때 가교 조건을 건조 상태와 젖은 상태로 나누어 가교하였다. 적층시 Nafion™ 212 에 비하여 수소이온 전도도가 감소하였으며, 적층 횟수가 증가할수록 감소하였던 수소이온 전도도가 소폭 증가하고, methanol 투과도가 크게 감소하였다. 자외선 가교 후 ATR-FTIR 을 통하여 sulfonic acid group 의 감소를 확인하였으며, 수소 이온 전도도가 소폭 감소하는 것을 발견했지만, 젖은 상태에서 가교하는 경우 methanol 투과도가 가장 크게 떨어져 LbL 전해질막의 상호 비교를 위한 선택도는 Nafion™ 212에 비해 1.9 배에 달하는 가장 높은 선택도를 보였다.