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방사선 그라프트 PFA-폴리스티렌 멤브레인으로 제조한 직접 메탄올 연료전지용 MEA의 성능과 특성 = Characterization and Performance of MEA for Direct Methanol Fuel Cell Prepared with PFA Grafted Polystyrene Membranes via Radiation-Grafting Method
저자
강세구 (한국에너지기술연구원) ; 백동현 (한국에너지기술연구원) ; 김상경 (한국에너지기술연구원) ; 임성엽 (한국에너지기술연구원) ; 정두환 (한국에너지기술연구원) ; 박영철 (한국에너지기술연구원) ; 신준화 (한국원자력연구원) ; 강필현 (한국원자력연구원) ; 노영창 (한국원자력연구원) ; 설용건 (연세대학교) ; Kang, Se-Goo ; Peck, Dong-Hyun ; Kim, Sang-Kyung ; Lim, Seong-Yop ; Jung, Doo-Hwan ; Park, Young-Chul ; Shin, Jun-Hwa ; Kang, Phil-Hyun ; Nho, Young-Chang ; Shul, Yong-Gun
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2009
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Korean
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KCI등재,ESCI
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학술저널
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173-180(8쪽)
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5
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DMFC (Direct Methanol Fuel Cell)용의 새로운 고분자 전해질 멤브레인을 개발하기 위하여 스티렌 단량체를 poly(tetrafluoroethylene perfluoropropyl vinyl ether) (PFA) 필름에 그라프트 중합 반응시킨 후에 술폰화 반응을 진행하였다. $\Upsilon$-ray를 이용하여 방사선 그라프트 중합 반응시킨 방사선 그라프트 필름의 술폰화 반응은 chlorosulfonic acid/dichloroethane (5 v/v%) 혼합 용액에서 진행하였다. PFA 그라프트 폴리스티렌 멤브레인 (PFA-g-PSSA)의 화학적, 물리적, 전기화학적 및 형태의 특성은 푸리에 변환 적외선 분광기 (FTIR), 이온전도도 측정기 및 주사전자현미경 (SEM)으로 분석하고 함수율과 메탄올 투과도도 측정하였다. PFA-g-PSSA 멤브레인으로 제작한 MEA의 단위전지 성능을 평가하였고, 전지의 셀 저항은 임피던스 분석 장치를 이용하여 측정하였다. PFA-g-PSSA 멤브레인으로 제조한 MEA는 Nafion 112로 제조한 MEA보다 우수한 DMFC 성능을 나타내었다.
더보기In 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 $\Upsilon$-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.
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