방사선 그라프트 PFA-폴리스티렌 멤브레인으로 제조한 직접메탄올 연료전지용 MEA의 성능과 특성 (Characterization and Performance of MEA for Direct Methanol Fuel Cell Prepared with PFA Grafted Polystyrene Membranes via Radiation-Grafting Method)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기화학회
· 수록지 정보 : 전기화학회지 / 12권 / 2호 / 173 ~ 180페이지
· 저자명 : 강세구, 백동현, 김상경, 임성엽, 정두환, 박영철, 신준화, 강필현, 노영창, 설용건

초록

DMFC (Direct Methanol Fuel Cell)용의 새로운 고분자 전해질 멤브레인을 개발하기 위하여 스티
렌 단량체를 poly(tetrafluoroethylene perfluoropropyl vinyl ether) (PFA) 필름에 그라프트 중
합 반응시킨 후에 술폰화 반응을 진행하였다. γ-ray를 이용하여 방사선 그라프트 중합 반응시킨
방사선 그라프트 필름의 술폰화 반응은 chlorosulfonic acid/dichloroethane (5 v/v%) 혼합 용액
에서 진행하였다. PFA 그라프트 폴리스티렌 멤브레인 (PFA-g-PSSA)의 화학적, 물리적, 전기화
학적 및 형태의 특성은 푸리에 변환 적외선 분광기 (FTIR), 이온전도도 측정기 및 주사전자현미
경 (SEM)으로 분석하고 함수율과 메탄올 투과도도 측정하였다. PFA-g-PSSA 멤브레인으로 제작
한 MEA의 단위전지 성능을 평가하였고, 전지의 셀 저항은 임피던스 분석 장치를 이용하여 측
정하였다. PFA-g-PSSA 멤브레인으로 제조한 MEA는 Nafion 112로 제조한 MEA보다 우수한
DMFC 성능을 나타내었다.

영어초록

In order to develop a novel polymer electrolyte membrane for direct methanol fuel
cell (DMFC), styrene monomer was graft-polymerized into poly(tetrafluoroethylene perfluoropropyl
vinyl ether) (PFA) film followed by a sulfonation reaction. The graft polymerization was
prepared by the γ-ray radiation-grafting method. Subsequently, sulfonation of the radiation-grafted film was carried out in a chlorosulfonic acid/1,2-dichloroethane (2 v/v%) solution. The chemical,
physical, electrochemical and morphological properties of the radiation-grafted membranes
(PFA-g-PSSA) were characterized by fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and scanning
electron microscopy (SEM). The water uptake, ionic conductivity, and methanol permeability
of the PFA-g-PSSA membrane were also measured. The cell performances of MEA
prepared with the PFA-g-PSSA membranes were evaluated and the cell resistances were measured
by an impedance analyzer. The MEA using PFA-g-PSSA membranes showed superior
performance for DMFCs in comparison with the commercial Nafion 112 membrane.

참고자료

· 없음