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Polysulfone/SPEEK 블랜드 고분자 전해질 막 제조 및 특성 연구
천훈상,오민,홍성욱 한국막학회 2003 멤브레인 Vol.13 No.1
Poly(ether ether ketone)(PEEK)를 황산을 사용하여 설폰화시킨 후 폴리설폰과 다양한 조성으로 혼합하여 블렌드 고분자 전해질 막을 제조하였고 조성의 변화에 따른 메탄을 투과도, 수소이온전도도, 그리고 이온교환용량의 변화를 측정하였다. 폴리설폰의 경우 이온전도도는 낮은 반면에 메탄올에 대한 저항은 우수하였다. 그러나, 설폰화된 PEEK의 양이 증가함에 따라 메탄을 투과도와 수소이온전도도가 함께 증가하였다. 이온전도도와 메탄을 투과도의 비로부터 폴리설폰의 양이 20%일 때 가장 좋은 선택성을 가지는 것을 알 수 있었다. Poly(ether ether ketone)(PEEK) was sulfonated using sulfuric acid and blended with polysulfone with various ratios. The blended polymer electrolyte membranes were characterized in terms of methanol permeability, proton conductivity and ion exchange capacity. As the amount of sulfonated PEEK increased, both methanol permeability and proton conductivity increased. This was due to the increase of ion exchange capacity. The experimental results indicated that the blend membrane with 20% polysulfone was the best choice In terms of the ratio of proton conductivity to methanol permeability.
Polysilsesquioxane 구를 함유한 고분자 전해질 막의 특성 연구
천훈상,홍성욱,김영백 한국화학공학회 2007 화학공학의이론과응용 Vol.10 No.1
최근 소형이동전원으로 직접 메탄올 연료전지(DMFC)가 각광받고 있다. 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)에 사용되었던 고분자 전해질 막인 Nafion은 수소이온 전도도는 매우 좋으나 음극으로의 methanol crossover에 따른 methanol의 손실과 효율성의 저하가 문제가 되고 있었다. 이러한 문제점으로 인해 DMFC가 상용화되기 위해서는 새로운 고분자 전해질 막의 개발이 시급한 형편이다. 본 연구에서는 poly(ether ether ketone)을 황산을 사용하여 술폰화 시켜서 sulfonated poly(ether ether ketone)(SPEEK)를 제조하고 SPEEK의 친수성을 감소시키기 위해서 poly(ether sulfone)과 다양한 비율로 혼합하여 블렌드 막을 제조하였다. 또한, 제조된 블렌드에 다양한 크기와 작용기를 가지는 polysilsesquioxane 구를 첨가하여 복합막을 제조하였다. 제조된 고분자 전해질 막의 DMFC에의 응용가능성을 살펴보기 위하여 수소 이온 전도도(proton conductivity), 메탄올 투과도(methanol permeability), 그리고 이온 교환 용량(ionic exchange capacity) 등을 측정하였다.
Polysilsesquioxane 구를 함유하는 고분자 전해질 막 제조 및 특성 연구
홍성욱,천훈상,김영백,박헌휘 한국막학회 2005 멤브레인 Vol.15 No.1
Sulfunated poly(ether ether ketone) (SPEEK) (60%)와 Poly(ether sulfone) (PES) (40%)의 블렌드에 다양한 종류의 polysilsesquioxane (PSQ)구를 첨가하여 전해질 막을 제조하였다. 이 때 PSQ구의 양은 10 wt%로 고정하였다. 제조된 막을 사용하여 PSQ 구의 종류에 따른 메탄올 투과도, 수소 이온 전도도, 그리고 이온 교환 용량의 변화를 측정한 결과 모든 경우에 있어서 수소 이온 전도도와 메탄올 투과도가 Nafion 117보다 낮았으며 PSQ 구를 함유하지 않은 SPEEK/PES(6:4) 블렌드보다는 높았다. 특히, MS64구와 VTMOS구를 포함한 전해질 막의 경우에는 수소 이온 전도도와 메탄올 투과도의 비로 나타내는 선택도가 25℃에서 Nafion 117보다 2배 이상 높았다. Polymer electrolyte membranes containing polysilsesquioxane (PSQ) spheres were prepared with the blend of sulfonated poly(ether ether ketone) (SPEEK) (60%) and poly(ether sulfone) (PES) (40%). The amount of PSQ spheres was fixed at 10 wt%. The prepared polymer electrolyte membranes were characterized in terms of methanol permeability, proton conductivity, and ion exchange capacity. In all cases, both methanol permeability and proton conductivity of the polymer electrolyte membranes containing PSQ spheres were lower than the values of Nafion 117 and higher than those of SPEEK/PES (6:4) blend without PSQ spheres. The experimental results indicated that the polymer electrolyte membranes containing MS64 and VTMOS spheres were the best choice in terms of the ratio of proton conductivity to methanol permeability.
저분자량 SBR이 SBR/Silica 복합막의 투과특성에 미치는 영향
김선희,천훈상,홍성욱,최성신 한국화학공학회 2007 화학공학의이론과응용 Vol.10 No.1
기체 분리 공정은 에너지가 절약되는 친환경적인 분리공정이다. 분리막의 특성은 투과도와 선택도로 나타낼 수 있으며, 성능이 좋은 분리막을 만들기 위해서 최근 복합막에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 그러나, 복합막의 구조와 기체 투과 성질에 대한 연구는 아직 부족한 형편이다. 본 연구에서는 SBR에 실리카를 첨가하여 복합막을 제조하였다. 또한, 실리카의 분산을 좋게하기 위해 서 다양한 종류의 저분자량 SBR을 첨가하였다. Scanning Electron Microscope (SEM)을 사용하여 저분자량 SBR의 종류와 양이 복합막의 구조에 미치는 영향에 대해서 살펴보았으며 연속흐름 기체 투과장치를 사용하여 산소, 질소, 이산화탄소의 투과성질에 대해서 살펴보았다.
Sulfonated poly(ether ether ketone)을 포함한 블렌드 막의 특성 연구
홍성욱,천훈상 한국화학공학회 2007 화학공학의이론과응용 Vol.10 No.2
직접 메탄올 연료전지(DMFC)는 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)에 비하여 저장, 이동과 관련된 안전성이 매우 우수하여 휴대용 컴퓨터, 휴대폰과 같은 소형 이동식 전자제품의 전원으로서 응용하기에 매우 이상적이다. 따라서, DMFC 의 개발을 위한 연구가 전 세계적으로 활발히진행되고 있다. PEMFC에 사용되었던 고분자 전해질 막인 Nafion은 수소이온 전도도는 매우 좋으나, 음극으로의 methanol crossover에 따른 methanol의 손실과 효율성의 저하의 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점으로 인해 DMFC가 상용화되기 위해서는 새로운 고분자 전해질 막의 개발이 시급한 형편이다. 본 연구에서는 poly(ether ether ketone)을 황산을 사용하여 술폰화 시켜서 sulfonated poly (ether ether ketone)(SPEEK)를 제조하고 SPEEK의 친수성을 감소시키기 위해서 poly(ether sulfone) 또는 poly(sulfone)과 다양한 비율로 혼합하여 블렌드 막을 제조하였다. 또한, 제조된 블렌드 막의 DMFC용 고분자 전해질 막으로의 응용 가능성을 살펴보기 위하여 수소 이온 전도도(proton conductivity), 메탄올 투과도(methanol permeability), 그리고 이온 교환 용량(ionic exchange capacity) 등을 측정하였다.