건식법에 의해 제조한 에너지저장용 Pt/나피온 막의 흡습 특성
저자
발행사항
완주: 우석대학교 대학원, 2016
학위논문사항
학위논문(석사)-- 우석대학교 일반대학원: 신소재공학과 2016. 8
발행연도
2016
작성언어
한국어
발행국(도시)
전북특별자치도
형태사항
52pp.: 삽도; 26cm.
일반주기명
우석대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
지도교수:이홍기
참고문헌: p.
소장기관
폴리머 전해질 멤브레인 연료전지 (PEMFC)에서 사용되는 폴리머 전해질 멤브레인 중에서 가장 일반적으로 사용되는 것은 곁가지로 perfluorosulfonic acid (PFSA)를 갖는 polytetra- fluoroethylene (PTFE) 멤브레인이 있으며, 그 중에서도 듀폰사에 의해 Nafion이라는 상품명으로 상용화된 제품이 가장 많이 사용되고 있다. 건식법 사용하여 PEMFC에서 적용될 수 있는 자가 가습형 백금/Nafion 전해질 복합 멤브레인을 제조하였다. 이 방법에서는 승화성 백금 전구체로 platinum(II) bis- (acetylacetonato), Pt(acac)2를 180oC의 N2 환경의 석영 유리 반응기에서 15분 동안 유지하면 Pt(acac)2가 승화되어 Nafion 필름에 침투된 후 어떤 환원제도 없이 자발적 환원 반응에 의해서 백금 Nano 입자로 환원된다. 이 반응들은 180oC의 N2 환경에서 유지하면 연속적으로 일어난다. TEM 관찰에 의해서 백금 Nano 입자는 멤브레인 표면 부분에 밀집되어 분포되어 있고, 입자 크기는 3.7 nm 정도였고, EDS 분석 결과 멤브레인 표면으로부터 깊어질수록 백금 Nano 입자의 분산밀도가 작아지며, 최대 17 μm 정도까지 침투하였다. 그리고 백금 입자가 도입됨에 따라 Nafion 사슬 사이의 거리가 멀어짐으로 인해서 백금/Nafion 복합 멤브레인의 녹는점, Tm이 낮아졌고, 또한 동적 증기 흡착 (DVS) 분석에 의해 흡습량이 높아지는 것을 확인하였다.
더보기Abstract
In general, hydrophobic polytetrafluoroethylene (PTFE) membrane having hydrophilic perfluorosulfonic acid (PFSA) as a side chain was used in polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC). Dupont company manufactured in the trade name of Nafion. A simple drying process in order to prepare a Pt/Nafion self-humidifying membrane was developed for PEMFC. Platinum(II) bis(acetylacetonato), Pt(acac)2 was sublimed in a quartz glass reactor of N2 atmospheric condition of 180oC for 15 min. The sublimed Pt(acac)2 was penetrated into the Nafion surface, and then it was spontaneously reduced to Pt nanoparticles without using any reducing agent. These three steps were simultaneously took place in the same temperature and in the same atmospheric condition. Transmission electron microscopy (TEM) observation was carried out in order to estimate the morphology and distribution of the Pt nanoparticles and elemental analysis was done by an energy dispersive spectroscopy (EDS). From these results, it was found that Pt nano particle size was about 3.7 nm and the penetration depth was about 17 μm. Water absorption weight at 25oC isothermal condition was measured by dynamic vapor sorption (DVS) analysis.
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