KR101836336B1 - 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀 및 이를 이용한 이온전도도의 측정방법 - Google Patents

이온교환막의 이온전도도 측정용 셀 및 이를 이용한 이온전도도의 측정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연료전지 등에 사용되는 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀 및 이를 이용한 이온전도도의 측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀에 있어서, 상기 이온교환막의 일면에 접촉하는 제1전극; 상기 제1전극에 대향하여 상기 이온교환막의 타면에 접촉하는 제2전극; 상하부를 관통하는 용액이동통로를 구비하고, 내부에 형성된 제1관통홀을 통해 상기 제1전극을 수용하는 제1전극홀더; 내부에 형성된 제2관통홀을 통해 상기 제2전극을 수용하고, 상기 이온교환막을 사이에 두고 상기 제1전극홀더와 결합되어 셀을 형성하는 제2전극홀더; 및 상기 이온교환막의 양면이 상기 제1전극 및 제2전극에 의해 압착 또는 압착 해제되도록, 상기 결합된 제1전극홀더 및 제2전극홀더 중 어느 하나와 결합되는 셀 커넥터;를 포함하는 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀을 개시한다. 본 발명에 따른 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀은 이온교환막의 이온전도도 측정시 이온교환막에서 배출되는 잔류용액을 안정적으로 배출할 수 있어 이온전도도 분석 오차를 최소화 할 수 있고, 이온교환막의 함수율을 일정하게 유지함으로써 이온교환막의 성능저하를 방지할 수 있으며, 전극부 및 이온교환막이 외부로부터 차단되어 오염물질의 유입 등을 차단함으로써 이온전도도 측정값의 신뢰도를 향상시키는 효과를 갖는다.

Description

이온교환막의 이온전도도 측정용 셀 및 이를 이용한 이온전도도의 측정방법{Cell for measuring ion conductivity of ion exchange membrane and method for measuring ion conductivity using the same}
본 발명은 연료전지 등에 사용되는 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀 및 이를 이용한 이온전도도의 측정방법에 관한 것이다.
일반적으로 연료전지는 화학에너지를 전기에너지로 전환시키는 발전 시스템이다. 연료전지는 고분자 전해질 이온교환막을 통한 선택적 이온전도가 필수적이다. 이러한 연료전지에는 이온전도를 위해 막전극접합체(membrane electrode assembly, MEA)가 사용된다.
막전극접합체는 양극(+)인 애노드(anode)와 음극(-)인 캐소드(cathode)로 이루어진 촉매가 담지된 전극 사이에 이온교환막이 개재되는 구성으로 이루어진다. 여기서, 이온교환막은 고분자 전해질막 등이 사용되고, 시스템 내에서 막의 두께 방향으로의 이온전도 형성이 일어난다.
한편, 이온교환막의 이온전도도는 막의 특성 중 이온의 전도 특성을 정량적으로 나타내고 있는 지표이다. 이러한 이온전도도를 측정하기 위해서는 우선 고주파에서 저주파로 일정 전류파를 막에 인가하여 임피던스 분석을 통해 저항 구성을 알아야 한다. 이온전도도는 저항의 역수와 저항의 대상이었던 이온교환막의 두께를 고려하여 산출될 수 있으며, 이온교환막의 이온전도도 측정은 전극의 배열에 따라 이온교환막 표면의 두께 방향으로 측정해야 된다.
이를 위해서는 둘 이상의 전극이 이온교환막의 양면에 접촉되도록 위치시킬 필요가 있으며, 이온전도도의 측정 시 전극 및 이온교환막이 움직이는 것을 방지하기 위해 복수의 전극 및 이온교환막을 고정시킬 필요가 있다. 그러나 이온교환막의 고정 과정에서 이온교환막이 압착되는 경우 이온교환막에 함유된 전해질이 외부로 배출될 수 있고, 이에 따라 이온교환막이 건조 또는 열화 됨에 따라 성능이 저하되는 문제점이 있다.
또한 이온전도도의 측정 시 이온교환막과 이에 접촉된 전극부가 외부에 노출됨에 따라 외부 오염물질의 유입되고, 이온교환막의 함수율이 변화됨에 다라 이온전도도 측정값의 신뢰도가 감소되는 문제점이 있다.
이에 본 발명자는 이러한 문제점에 착안하여 이온교환막의 이온전도도 측정시 이온교환막의 성능저하를 방지하고, 측정된 이온전도도의 신뢰도를 향상시키고자 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
KR 20-0288338 Y1
본 발명의 목적은 이온교환막의 이온전도도 측정시 이온교환막의 함수율을 일정하게 유지함으로써 이온전도도 측정과정에서 발생되는 건조 및 열화에 의한 성능저하를 방지하고, 측정과정에서 이온교환막이 외부에 노출되는 것을 방지할 수 있는 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이러한 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀을 이용하여 이온교환막의 이온전도도를 측정하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀에 있어서, 상기 이온교환막의 일면에 접촉하는 제1전극; 상기 제1전극에 대향하여 상기 이온교환막의 타면에 접촉하는 제2전극; 상하부를 관통하는 용액이동통로를 구비하고, 내부에 형성된 관통홀을 통해 상기 제1전극을 수용하는 제1전극홀더; 내부에 형성된 관통홀을 통해 상기 제2전극을 수용하고, 상기 이온교환막을 사이에 두고 상기 제1전극홀더와 접합되는 제2전극홀더; 및 상기 이온교환막의 양면이 상기 제1전극 및 제2전극에 의해 압착 또는 압착 해제되도록, 상기 접합된 제1전극홀더(30) 및 제2전극홀더 중 어느 하나와 결합되는 셀 커넥터;를 포함하는 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀을 제공한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 본 발명에 따른 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀을 이용하여 이온전도도를 측정하는 방법에 있어서, (1) 상기 이온교환막이 상기 제1전극 및 제2전극의 사이에 위치되도록 상기 제1전극홀더 및 제2전극홀더를 접합하는 단계; (2) 상기 셀 커넥터를 상기 접합된 제1전극홀더 및 제2전극홀더 중 어느 하나와 결합하여 상기 이온교환막을 압착하는 단계; 및 (3) 상기 제1전극 및 제2전극에 전류를 공급하여 이온교환막의 저항 값을 측정하는 단계;를 포함하는 이온교환막의 이온전도도 측정방법을 제공한다.
본 발명에 따른 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀은 이온교환막의 이온전도도 측정시 이온교환막에서 배출되는 잔류용액을 안정적으로 배출할 수 있어 이온전도도 분석 오차를 최소화 할 수 있고, 이온교환막의 함수율을 일정하게 유지함으로써 이온교환막의 성능저하를 방지할 수 있으며, 전극부 및 이온교환막이 외부로부터 차단되어 오염물질의 유입 등을 차단함으로써 이온전도도 측정값의 신뢰도를 향상시키는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀의 결합사시도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀의 결합단면도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀의 분해사시도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀의 분해단면도를 나타낸 것이다.
본 발명은 연료전지 등에 사용되는 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀 및 이를 이용한 이온전도도의 측정방법에 관한 것이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 대하여 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 참고로, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀의 결합사시도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀의 결합단면도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀의 분해사시도, 그리고 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀의 분해단면도를 나타낸 것이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀은 제1전극(10), 제2전극(20), 제1전극홀더(30), 제2전극홀더(40) 및 셀 커넥터(50)를 포함한다.
상기 제1전극(10)은 제1전기입력부(11), 제1전극몸체부(12) 및 제1접촉부(13)를 포함한다. 상기 제1전극몸체부(12)는 원통형 또는 다각기둥의 형상으로 구비될 수 있다. 상기 제1전극몸체부(12)의 일측면에 제1전기입력부(11)가 구비되고, 타측면에는 상기 측정 대상인 이온교환막(60)과 접촉되는 제1접촉부(13)가 구비된다.
상기 제1전기입력부(11)는 외부로부터 공급되는 전류가 입력되는 부분이고, 상기 제1접촉부(13)는 이온전도도 측정시 측정 대상이 되는 이온교환막(60)과 접촉되는 부분으로, 상기 제1전극몸체부(12)의 단면적보다 넓은 단면적을 지니는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제2전극(20)은 상기 제1전극(10)과 대향되어, 제1전극(10)과 제2전극(20) 사이에 측정 대상인 이온교환막(60)이 위치되도록 결합된다. 제2전극(20)은 제2전기입력부(21), 제2전극몸체부(22) 및 제2접촉부(23)를 포함하며, 상기 제2전극몸체부(22)는 원통형 또는 다각기둥의 형상으로 구비될 수 있다. 상기 제2전기입력부(21)는 외부로부터 공급되는 전류가 입력되는 부분이고, 상기 제2전극몸체부(22)의 일측면에 제2전기입력부(21)가 구비되며, 타측면에는 상기 이온교환막(60)과 접촉되는 제2접촉부(23)가 구비된다.
상기 제2접촉부(23)는 이온전도도 측정시 측정 대상이 되는 이온교환막(60)과 접촉되는 부분으로, 상기 제2전극몸체부(22)의 단면적보다 넓은 단면적을 지니는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1전극(10) 및 제2전극(20) 중 어느 하나는 양극(+)인 애노드(anode)의 역할을, 다른 하나는 음극(-)인 캐소드(cathode)의 역할을 수행한다.
상기 제1전극홀더(30)는 제1관통홀(31), 제1내부공간(32) 및 용액이동통로(35)를 포함한다. 제1전극홀더(30)는 중심부에 형성된 제1관통홀(31)을 통하여 제1전극(10)을 수용하며, 제1전극(10)이 중심부에 위치할 수 있도록 가이드를 제공한다. 제1관통홀(31)은 제1전극홀더(30)의 상하부를 관통하여 형성되며, 상기 제1전극몸체부(12)의 형상에 따라 원형 또는 다각기둥의 내부형상을 구비할 수 있다. 상기 제1내부공간(32)은 상기 제1접촉부(13)가 수용되는 곳으로, 제1관통홀(31)의 하부에 구비된다.
상기 용액이동통로(35)는 제1전극홀더(30)의 상하부를 관통하여 형성되며, 상기 이온교환막(60)의 이온전도도 측정시 배출되는 잔류 용액을 배출하거나, 이온교환막(60)의 함수율을 일정하게 유지하기 위하여 전해질 용액을 공급하는 통로로 이용된다. 용액이동통로(35)는 제1내부공간(32)과 서로 연결되지 않도록 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다. 용액이동통로(35)의 내부 형상은 잔류 용액의 배출 또는 전해질 용액 투입 등의 용도에 이용될 수 있는 형상이라면 특별히 제한되지 않는다. 본 발명의 바람직한 일 실시예로 용액이동통로(35)는 원형 도는 다각 기둥의 내부 형상을 지닐 수 있다.
상기 제2전극홀더(40)는 제2관통홀(41) 및 제2내부공간(42)을 포함한다. 제2전극홀더(40)는 중심부에 형성된 제2관통홀(41)을 통하여 제2전극(20)을 수용하며, 제2전극(20)이 중심부에 위치할 수 있도록 가이드를 제공한다. 제2관통홀(41)은 제2전극홀더(40)의 상하부를 관통하여 형성되며, 상기 제2전극몸체부(22)의 형상에 따라 원형 또는 다각기둥의 내부형상을 구비할 수 있다. 상기 제2내부공간(42)은 상기 제2접촉부(23)가 수용되는 곳으로, 제2관통홀(41)의 상부에 구비된다.
제1전극홀더(30)와 제2전극홀더(40)는 이온전도도 측정 대상인 이온교환막(60)을 사이에 두고 상호 결합되어 하나의 셀을 구성하며, 제1전극홀더(30)의 하부면과 제2전극홀더(40)의 상부면이 상기 이온교환막(60)의 양면에 각각 서로 접합되는 것을 특징으로 한다. 다만, 상기 제1전극홀더(30) 및 제2전극홀더(40)의 결합은 영구적인 것이 아니며, 측정 대상이 되는 이온교환막(60)의 교체가 용이하도록 간단히 결합 및 결합 해제되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 제1전극홀더(30) 하부에 상부보다 직경이 작도록 형성된 제1결합부(33)를 구비하고, 제2전극홀더(40)의 상부에 상기 제1결합부(33)가 수용될 수 있는 제2결합부(43)를 구비할 수 있으며, 상기 제1결합부(33)의 외주면이 상기 제2결합부(43)의 내주면과 밀착 접촉되어 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
이와 같이 제1결합부(33)의 외주면이 제2결합부(43)의 내주면과 밀착 접촉되어 결합됨에 따라, 상기 제1전극홀더(30) 및 제2전극홀더(40)에 의해 형성되는 셀의 내부에 위치하는 제1전극(10), 제2전극(20) 및 이온교환막(60)이 셀의 외부로부터 완전히 차단될 수 있다. 이 경우 외부로부터 유입되는 오염물질 등을 원천적으로 차단할 수 있고, 셀 내부의 측정 대상 이온교환막의 함수율을 일정하게 유지할 수 있으므로, 이온전도도 측정값의 신뢰도를 향상시키는 장점을 갖게 된다.
상기 셀 커넥터(50)는 속이 비어있는 원형 또는 다각기둥의 형상을 가질 수 있으며, 상기 제1전극홀더(30) 및 제2전극홀더(40)의 결합에 의해 형성되는 셀의 외부에 결합되어, 상기 셀을 단단히 고정시킨다. 이때의 고정방법은 특별히 한정되지 않으며, 체결결합, 접합결합, 끼움결합 또는 나사결합 등의 방법을 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 제1전극홀더(30)의 외주면에 나사산(34)이 형성될 수 있으며, 이에 대응하여 상기 셀 커넥터(50)의 상부쪽 내주면에도 나사산(52)이 형성되어, 상기 제1전극홀더(30)의 외주면과 상기 셀 커넥터(50)의 상부쪽 내주면(52)이 나사결합 방식으로 결합되도록 할 수 있다.
상기 셀 커넥터(50)는 하부쪽에 내면으로 돌출된 걸림부(51)를 가질 수 있다. 또한 상기 걸림부(51)의 내측 직경은 제2전극홀더(40)의 하부쪽 외측 직경보다는 크게 형성되고, 상부쪽 외측 직경보다 작게 형성될 수 있다. 상기 셀 커넥터(50)가 상기 제1전극홀더(30) 및 제2전극홀더(40)가 결합되어 형성되는 셀의 하면으로부터 상면의 방향으로 결합되는 경우, 상기 걸림부(51)가 상기 제2전극홀더(40)의 하부쪽은 통과할 수 있으나, 상기 제2전극홀더(40)의 상부쪽을 통과할 수 없도록 함으로써, 상기 셀 커넥터(50)가 정해진 위치에서 상기 셀과 정확히 결합될 수 있도록 한다.
상기 셀 커넥터(50)가 상기 제1전극홀더(30) 및 제2전극홀더(40)가 결합되어 형성되는 셀에 결합되는 경우, 상기 이온교환막(60)의 양면이 상기 제1전극(10) 및 제2전극(20)에 의해 압착된다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 셀 커넥터(50)가 정해진 위치에서 정확히 상기 셀과 결합되기 때문에, 셀 내부에 위치하는 상기 제1접촉부(13)와 제2접촉부(23) 사이의 간격이 일정하게 유지될 수 있으며, 이에 따라 제1접촉부(13)와 제2접촉부(23) 사이에 위치하는 이온교환막(60)의 두께 역시 그 종류에 관계없이 일정하게 유지될 수 있는 특징을 갖는다. 또한, 상기 셀 커넥터(50)를 상기 셀로부터 분리함에 따라 상기 이온교환막(60)에 대한 압착을 간단히 해제할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1전기입력부(11) 및 제2전기입력부(21)는 제1전극홀더(30) 및 제2전극홀더(40)가 결합하여 형성된 셀의 외부로 돌출되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다. 이와 같이 상기 제1전기입력부(11) 및 제2전기입력부(21)가 상기 셀의 외부로 돌출되어 있는 경우 이온교환막의 이온전도도 측정시 전기를 용이하게 공급할 수 있는 장점을 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1전극홀더(30), 제2전극홀더(40) 및 셀 커넥터(50)는 절연성 물질로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다. 이와 같이 상기 제1전극홀더(30), 제2전극홀더(40) 및 셀 커넥터(50)가 절연성 물질로 이루어지는 경우 전극 이외에 셀 외면의 전기 절연을 유지할 수 있으므로, 이온전도도 측정값의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 상기 절연성 물질은 특별히 한정되지 않으며, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 polytetrafluoroethylene(PTFE, Teflon), Polyether ether ketone(PEEK), Polyvinyl chloride(PVC) 등을 절연성 물질로 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 상기 본 발명에 따른 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀을 이용하여 이온교환막의 이온전도도를 측정하는 방법을 제공한다.
우선, 측정의 대상이 되는 이온교환막(60)이 상기 제1전극(10) 및 제2전극(20)의 사이에 위치되도록 상기 제1전극홀더(30) 및 제2전극홀더(40)를 결합하여 셀을 형성한다. 이에 따라 상기 이온교환막(60)은 셀 내부에 위치하여 외부로부터 완전히 차단된다.
측정의 대상이 되는 이온교환막(60)이 외부에 노출되는 경우, 외부 오염물질에 노출될 수 있고, 이온교환막(60)의 함수율을 일정하게 유지할 수 없으므로 이온전도도 측정값의 신뢰도를 향상시킬 수 없는 문제점이 있다. 그러나 본 발명에 따른 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀을 이용하는 경우, 측정의 대상이 되는 이온교환막(60)이 셀 내부에 위치하여 외부로부터 완전히 차단되므로, 오염물질의 접근을 원천적으로 차단할 수 있고, 이온교환막(60)의 함수율을 일정하게 유지할 수 있어 이온전도도 측정값의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
다음으로 상기 셀 커넥터(50)를 상기 형성된 셀과 결합시켜 상기 이온교환막(60)을 압착한다.
앞서 설명한 바와 같이 상기 셀 커넥터(50)가 정해진 위치에서 상기 셀과 결합되기 때문에 상기 제1전극(10) 및 제2전극(20) 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있다. 일반적으로 이온교환막의 이온전도도를 측정하기 위해서는 이온교환막(60)의 두께의 측정이 필요하다. 그러나 본 발명에 따른 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀을 이용하는 경우, 상기 제1전극(10) 및 제2전극(20) 사이의 간격이 일정하게 유지되고, 이에 따라 그 사이에 위치하는 이온교환막(60)의 두께 역시 일정한 값을 유지하게 된다. 따라서 별도의 이온교환막의 두께 측정 없이 간단하게 이온전도도를 측정할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 셀 커넥터(50)의 결합에 의해 상기 이온교환막(60)이 압착됨에 따라 이온교환막(60)으로부터 잔류용액 배출되는 경우, 상기 용액배출통로를 통해 잔류용액을 안정적으로 배출 가능한 특징을 갖는다.
이후 상기 제1전극(10) 및 제2전극(20)에 전류를 공급하여 이온교환막(60)의 저항 값을 측정한다. 이 경우 상기 제1전극(10) 및 제2전극(20) 중 어느 하나는 양극(+)인 애노드(anode)의 역할을, 다른 하나는 음극(-)인 캐소드(cathode)의 역할을 수행한다.
상기 제1전극(10) 및 제2전극(20)을 통해 이온교환막(60)에 고주파에서 저주파로 일정파형을 인가한다. 이때의 이온교환막(60)의 임피던스(impedance)을 분석함으로써 저항 값을 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이온교환막(60)의 임피던스 분석을 통한 저항 값의 측정과정에서 상기 용액이동통로(35)를 통하여 일정량의 전해질 용액을 지속적으로 공급하는 것을 특징으로 할 수 있다. 이와 같이 전해질 용액을 일정하게 공급하는 경우 이온교환막(60)의 내구성을 안정적으로 유지할 수 있으므로, 임피던스 분석 값의 정확도를 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.
상기 전해질 용액은 특별히 한정되지 않으며, 이온교환막의 종류ㆍ용도 및 이온전도도 측정환경 등에 따라 다양한 전해질 용액을 사용할 수 있다. 예를들어 ethylene carbonate(EC), propylen carbonate(PC), butylene carbonate(BC), gamma-butyrolactone(GBL), 1,2-dimethoxyethane(DME), tetrahydrofuran(THF), methyl propionate(MP), dimethyl carbonate(DMC), ethyl methyl carbonate(EMC), diethyle carbonate(DEC), 묽은 황산 및 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다.
이온교환막(60)의 이온전도도는 하기 수학식 1에 의해 산출될 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112017049876242-pat00001
(단, 상기 식에서 κ는 이온전도도(S/m), L은 이온교환막의 두께(m), R은 이온교환막의 저항 값(Ω), A는 전극부와 접촉되는 이온교환막의 면적(m2)이다.)
상기 수학식 1에서, 이온교환막(60)의 두께(L)는 상기 셀 커넥터(50)에 의해 압착된 상태에서 상기 제1전극(10)과 제2전극(20) 사이의 간격과 동일하고, 전극부와 접촉되는 이온교환막(60)의 면적(A)은 제1접촉부(13) 또는 제2접촉부(23)의 면적과 동일하며 미리 산출된 값이다. 따라서 상기 측정된 이온교환막(60)의 저항 값을 대입하여 이온교환막(60)의 이온전도도를 간편하게 산출할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10 : 제1전극
20 : 제2전극
30 : 제1전극홀더
40 : 제2전극홀더
50 : 셀 커넥터
60 : 이온교환막

Claims (9)

  1. 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀에 있어서,
    상기 이온교환막의 일면에 접촉하는 제1전극;
    상기 제1전극에 대향하여 상기 이온교환막의 타면에 접촉하는 제2전극;
    상하부를 관통하는 용액이동통로를 구비하고, 내부에 형성된 제1관통홀을 통해 상기 제1전극을 수용하는 제1전극홀더;
    내부에 형성된 제2관통홀을 통해 상기 제2전극을 수용하고, 상기 이온교환막을 사이에 두고 상기 제1전극홀더와 결합되어 셀을 형성하는 제2전극홀더; 및
    상기 이온교환막의 양면이 상기 제1전극 및 제2전극에 의해 압착 또는 압착 해제되도록, 상기 결합된 제1전극홀더 및 제2전극홀더 중 어느 하나와 결합되는 셀 커넥터;를 포함하는 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극홀더와 제2전극홀더가 결합됨에 따라 형성되는 셀 내부가 외부로부터 완전히 차단되는 것을 특징으로 하는 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이온교환막의 양면이 압착되는 경우 이를 압착하는 상기 제1전극 및 제2전극 간의 간격이 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극홀더, 제2전극홀더 및 셀 커넥터는 절연성 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극 및 제2전극은 각각 상기 이온교환막과 접하는 면의 반대면에 전기입력부를 구비하고,
    상기 전기입력부는 각각 상기 제1전극홀더 또는 제2전극홀더의 외부로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 셀 커넥터의 내면이 상기 결합된 제1전극홀더 및 제2전극홀더 중 어느 하나의 외면과 끼움결합 또는 나사결합되는 것을 특징으로 하는 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀.
  7. 청구항 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 이온교환막의 이온전도도 측정용 셀을 이용하여 이온전도도를 측정하는 방법에 있어서,
    (1) 상기 이온교환막이 상기 제1전극 및 제2전극의 사이에 위치되도록 상기 제1전극홀더 및 제2전극홀더를 결합하여 셀을 형성하는 단계;
    (2) 상기 셀 커넥터를 상기 형성된 셀과 결합시켜 상기 이온교환막을 압착하는 단계; 및
    (3) 상기 제1전극 및 제2전극에 전류를 공급하여 이온교환막의 저항 값을 측정하는 단계;를 포함하는 이온교환막의 이온전도도 측정방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 (2)단계와 (3)단계의 사이에, 상기 이온교환막의 압착에 따라 이온교환막으로부터 배출되는 잔류 용액을 상기 제1전극홀더에 구비된 용액이동통로를 통해 배출하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온교환막의 이온전도도 측정방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 (3)단계에 따라 이온교환막의 저항값을 측정하는 과정에서, 상기 용액이동통로를 통해 전해질 용액을 공급함으로써 상기 이온교환막의 함수율을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 이온교환막의 이온전도도 측정방법.
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