이온교환반응에 의한 양성자 고체 전해질 NH₄+-β''-alumina의 제조 (Preparation of NH₄-β''-alumina as a Protonic Solid Electrolyte by Ion Exchange Reaction)

서지정보

· 발행기관 : 한국공업화학회
· 수록지 정보 : 공업화학 / 22권 / 3호 / 255 ~ 260페이지
· 저자명 : 이준희, 임성기, 한춘수, 이성태, 이기문, 이대한

초록

K+-β''-alumina pellet를 이온교환 매체인 ammonium nitrate 수용액과 용융염으로 각각 이온교환하여, 고온형 PEMFC 전해질로 기대되는 무기소재인 NH₄+-β''-alumina를 제조하였다. 고압반응기의 실험조건으로 온도는 130, 150, 170, 200 ℃에서, 시간은 2 h 간격으로 2 h에서 8 h까지 수열반응을 실시하였으며 이 때의 수용액의 농도는 5 M과 10 M을 사용하였다. 또한 200 ℃의 가열기 위에서 ammonium nitrate를 완전히 녹여 용융염 상태의 ammonium nitrate를 이용하여 2h 간격으로 2 h에서 8 h까지 이온교환을 실시하였다. 이온교환반응의 반복횟수에 따른 영향을 알아보기 위하여 재이온교환반응을 3차까지 반복해서 실험하였다. 이후 이온교환 된 NH4+-β''-alumina 구조체의 상 안정성, 이온교환율을 각각 X선 회절기(Rigaku Rint 2000, Japan)와 ICP-AES (Spectro, Modular EOP)를 사용하여 분석하였다.

영어초록

NH₄+-β''-alumina which is expected to an inorganic solid electrolyte of high temperature polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFC) was prepared by ion-exchange reaction of K+-β''-alumina pellet with NH₄NO₃ aqueous solution and molten NH₄NO₃salts as an ion-exchange medium in the autoclave and the heating mentle reaction. In the autoclave reaction, the concentrations of NH₄NO₃solution was chosen at 5 and 10 M. Each ion-exchange reaction was carried out at 130, 150, 170,and 200 ℃ for 2, 4, 6 and 8 h. In the heating mentle reaction, ion-exchange was performed at 200 ℃ for 2, 4, 6 and 8h with molten NH₄NO₃salts. In order to determine the effect of reaction times, each ion-exchange reaction was repeated 3 times. The phase stability and the ion-exchange rate of NH₄+-β''-alumina were analyzed by XRD and ICP.

참고자료

· 없음