고분자 전해질형 연료전지를 위한 알루미늄 실리케이트를 함유한 설폰화 폴리(비닐알코올) 복합막의 제조 및 특성연구 (Preparation and Characteristic Studies of Sulfonated Poly (vinyl alcohol) Composite Membranes Containing Aluminum Silicate for PEMFC)

서지정보

· 발행기관 : 한국에너지학회
· 수록지 정보 : 에너지공학 / 20권 / 3호 / 171 ~ 177페이지
· 저자명 : 황인선, 남기석, 유동진

초록

본 연구에서는 폴리비닐알코올(PVA)을 전해질 막으로 이용하기 위하여 가교제로서 글루타르알데히드(GLA)와 무기물 첨가제로 알루미늄실리케이트(Al_2O_3･3SiO_2)를 사용하여 PVA/GLA/Al_2O_3･3SiO_2 복합막을 제조하였다. PVA/GLA/A_l2O_3･3SiO_2 복합막은 GLA의 비율이 증가함에 따라 함수율이 감소되었고, 알루미늄실리케이트 함량이 증가함에 따라 함수율 향상이 예상되어 수소이온 전도도가 향상되는 경향을 보였다. 제조된고분자의 가교결합은 IR과 함수율의 경향성으로 확인되었다. 제조된 고분자의 열분석은 TGA에 의해 수행되었다. TGA의 분석결과 PVA/GLA 복합막은 가교결합으로 인하여 PVA보다 열안정성이 우수하였으며, 복합막의 알루미늄실리케이트의 비율이 증가할수록 열안정성이 더욱 증대되는 것을 알 수 있었다. 본 연구에서제조된 복합막은 열안전성을 갖으며 60℃까지는 양이온전도도가 증가하는 경향을 갖지만 90℃로 온도가높아짐에 따라 성능이 낮아지는 경향을 보였다. 따라서 보다 적극적인 노력을 통하여 향후 이온전도성 복합전해질막으로 적용 가능성을 타진해야 할 것으로 기대된다.

영어초록

PVA/GLA/Al_2O_3·3SiO_2 composite membranes were prepared through the reaction polyvinyl alcohol (PVA) with glutaraldehyde (GLA) as a cross-linking agent and subsequently adding aluminum silicate (Al2O3·3SiO2) as an inorganic material. The water uptake decreased as the GDL contents increased due to cross-linking process of PVA with GDL, and the ion conductivity increased as the Al_2O_3·3SiO_2 contents increased in PVA/GLA/Al_2O_3·3SiO_2 composite membranes. The cross-linking structure of the polymers was confirmed using IR and the tendency of water uptake. The thermal analysis of the copolymers was carried out by TGA. TGA results showed that PVA/GLA composite membrane were more heat-resistant than PVA due to the cross-linking of PVA, and the heat stability of the composite membranes improved much more as the concentration of Al_2O_3·3SiO_2 increased.
Membranes prepared in this study seem to be have thermal stability and increase a tendency of the cation conductivity up to 60 ℃, but to be exhibit lower performance tendency at over 90 ℃. Therefore, it is necessary to do more aggressive effort to explore the possibility of application as an ion-conductive composite electrolyte.

참고자료

· 없음