KR100914340B1 - 고 수소 이온 전도성 연료전지용 비닐술폰산 가교 고분자전해질 복합막의 제조방법 및 이를 이용한 연료전지 - Google Patents
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Abstract
Description
실시예 | 비교 실시예 나피온117, 112 | |
인장강도(kpsi) | 23.0(MD) 20.0(TD) | 6.3(MD) 4.7(TD) |
수소 이온 전도도(S/cm) | 0.22 | 0.08 |
메탄올 투과도(Kg/m2·h) | 0.12 | 0.28 |
MD : 기계 진행방향 (machine direction) TD : 횡방향 (transverse direction) |
Claims (8)
- 다공성 고분자 지지체에 비닐술폰산과 히드록시기를 함유한 비스아크릴아미드계 가교제로 가교된 고분자 전해질을 합성하여 막을 형성하며, 상기 가교제는 N,N'-(1,2-디히드록시에틸렌)비스아크릴아미드 또는 히드록시기를 포함한 비스아크릴아미드 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 고 수소 이온 전도성 연료전지용 비닐술폰산 가교 고분자 전해질 복합막의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 다공성 고분자 지지체는 공극 부피가 30 - 60 %, 기공 사이즈가 0.05 - 0.1 마이크로미터, 두께가 20 - 55 마이크로미터인 다공성 탄화수소계 막을 사용하는 것을 특징으로 하는 고 수소 이온 전도성 연료전지용 비닐술폰산 가교 고분자 전해질 복합막의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 비닐술폰산-아크릴아미드 가교 고분자 전해질은 물을 포함하지 않은 95% 이상의 고농도 액상 비닐술폰산 단량체, 히드록시기를 함유한 비스아크릴아미드계 가교제 단량체, 개시제가 혼합된 혼합 용액으로 합성되며, 상기 고농도 액상 비닐술폰산 단량체 및 히드록시기를 함유한 비스아크릴아미드계 가교제 단량체를 혼합한 용액을 100 중량부로 보았을 때, 혼합용액 100 중량부에 대해 비닐술폰산 단량체 50~90 중량부, 아크릴아미드계 가교제 단량체 10~50 중량부와 이 혼합용액 100 중량부에 대해 추가로 개시제 0.1~0.5 중량부가 함유되어 조성되는 것을 특징으로 하는 고 수소 이온 전도성 연료전지용 비닐술폰산 가교 고분자 전해질 복합막의 제조방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 개시제는, 광 개시제로서 Ciba Geigy사 제품의 Doracure 또는 Irgacure 시리즈 중 어느 하나, 열 개시제로서 N,N'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN), 벤조일퍼옥사이드(BPO) 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 고 수소 이온 전도성 연료전지용 비닐술폰산 가교 고분자 전해질 복합막의 제조방법 및 이를 이용한 연료전지.
- (a) 비닐술폰산 단량체, N,N'-(1,2-디히드록시에틸렌)비스아크릴아미드 또는 히드록시기를 포함한 비스아크릴아미드 중에서 선택된 1종 이상인 가교제 및 개시제로 구성된 혼합 용액을 다공성 고분자 지지체에 함침시키는 단계와;(b) 상기 (a) 단계에서 함침된 다공성 지지체를 PET필름 사이에 적층한 후, 광가교 또는 열가교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고 수소 이온 전도성 연료전지용 비닐술폰산 가교 고분자 전해질 복합막의 제조방법 및 이를 이용한 연료전지.
- 제 5 항에서 있어서,상기 광가교하는 단계에서는, 광개시제를 함유한 혼합용액이 함침된 다공성 지지체를 상하로 PET 필름 사이에 적층하여 1.0 J/cm2 - 7.2 J/cm2 의 자외선 에너지를 조사하여 광가교하는 것을 특징으로 하는 고 수소 이온 전도성 연료전지용 비닐술폰산 가교 고분자 전해질 복합막의 제조방법 및 이를 이용한 연료전지.
- 제 5 항에서 있어서,상기 열가교하는 단계에서는, 열개시제를 함유한 혼합용액이 함침된 다공성 지지체를 상하로 PET 필름 사이에 적층하여 110℃ 오븐에서 1 - 2시간 열가교하는 것을 특징으로 하는 고 수소 이온 전도성 연료전지용 비닐술폰산 가교 고분자 전해질 복합막의 제조방법 및 이를 이용한 연료전지.
- 상기 제 1항 내지 7항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조되어,상온에서 수소 이온 전도도가 0.05 S/cm 이상이며, 메탄올 투과도가 0.28㎏/㎡·h 이하인 고분자 복합막을 특징으로 하는 고 수소 이온 전도성 연료전지용 비닐술폰산 가교 고분자 전해질 복합막의 제조방법 및 이를 이용한 연료전지.
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