디블록 공중합체와 인텅스텐산을 이용한 가교형 복합 고분자 전해질막 (Crosslinked Composite Polymer Electrolyte Membranes Based On Diblock Copolymer andPhosphotungstic Acid)

서지정보

· 발행기관 : 한국막학회
· 수록지 정보 : 멤브레인 / 18권 / 2호 / 116 ~ 123페이지
· 저자명 : 김종학, 고주환, 박정태, 서진아, 김종화, 조영충

초록

폴리스티렌-블록-폴리히드록에틸 메타크릴레이트(PS-b-PHEMA), 술포석시닉산(SA), 인텅스텐산(PWA)으로 구성된 수소 이온 전도성 나노복합 고분자 전해질막을 제조하였다. 폴리히드록에틸 메타크릴레이트(PHEMA) 블록의 히드록실
그룹(-OH)와 술포석시닉산(SA)의 -COOH 그룹과의 에스테르 반응에 의하여 전해질막을 가교시켰다. 폴리헤테로산(PWA)을 도입했을 때, SO3-그룹의 신축 밴드가 1187 cm-1에서 1158 cm
-1로 낮아졌으며, 이는 PWA 입자가 전해질막의 술폰산 그룹과 상호작용함을 나타낸다. PWA 함량이 30 wt%가 되었을 때, 상온 전도도는 0.045에서 0.062 S/cm로 증가되었으며, 이는 PWA 입자의 고유 전도도 특성과 전해질막의 술폰산기의 산도가 증가했기 때문이다. 또한 30 wt%를 함유한 복합 전해
질막은 100oC에서는 최대 0.126 S/cm의 수소 이온 전도도를 나타내었다. PWA가 첨가됨에 따라 복합 전해질막의 열적특성 또한 증가하였다.

영어초록

Proton conductive hybrid nanocomposite polymer electrolyte membranes comprising polystyrene-b-poly(hydroxyethyl methacrylate) (PS-b-PHEMA), sulfosuccinic acid (SA) and phosphotungstic acid (PWA) were prepared by varying PWA concentrations. The PHEMA block was thermally crosslinked by SA via the esterification reaction between
-OH of PHEMA and -COOH of SA. Upon the incorporation of PWA into the diblock copolymer, the symmetric stretching bands of the SO3-
group at 1187 cm-1 shifted to a lower wavenumber at 1158 cm-1
, demonstrating that the PWA particles strongly interact with the sulfonic acid groups of SA. When the concentration of PWA was increased to 30 wt%, the proton
conductivity of the composite membrane at room temperature increased from 0.045 to 0.062 S/cm, presumably due to the intrinsic conductivity of the PWA particles and the enhanced acidity of the sulfonic acid in the membranes. The membrane containing 30 wt% of PWA exhibited a proton conductivity of 0.126 S/cm at 100oC. Thermal stability of the composite
membranes was also enhanced by introducing PWA nanoparticles.

참고자료

· 없음