KR20130127297A - 촉매층을 포함하는 능동형 수소 확산 방지막 - Google Patents

촉매층을 포함하는 능동형 수소 확산 방지막 Download PDF

Info

Publication number
KR20130127297A
KR20130127297A KR20120051114A KR20120051114A KR20130127297A KR 20130127297 A KR20130127297 A KR 20130127297A KR 20120051114 A KR20120051114 A KR 20120051114A KR 20120051114 A KR20120051114 A KR 20120051114A KR 20130127297 A KR20130127297 A KR 20130127297A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
polymer
active hydrogen
hydrogen diffusion
diffusion barrier
Prior art date
Application number
KR20120051114A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101954452B1 (ko
Inventor
정광운
이중희
김대윤
박민욱
Original Assignee
전북대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전북대학교산학협력단 filed Critical 전북대학교산학협력단
Priority to KR1020120051114A priority Critical patent/KR101954452B1/ko
Priority to PCT/KR2013/000860 priority patent/WO2013172539A1/ko
Publication of KR20130127297A publication Critical patent/KR20130127297A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101954452B1 publication Critical patent/KR101954452B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • H01M8/04216—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes characterised by the choice for a specific material, e.g. carbon, hydride, absorbent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

본 발명은 능동형 수소 확산 방지막에 관한 것으로서, 전기화학적 방식의 적용이 가능하고 특히 촉매층을 포함함에 따라 수소 차단 효과가 우수하고, 내충격성이 우수하면서도 연성이 우수할 뿐 아니라, 대면적 제조가 용이하여, 수소 에너지 관련 기술 분야에서 보다 폭넓은 응용을 가능케 한다.

Description

촉매층을 포함하는 능동형 수소 확산 방지막{ACTIVE HYDROGEN DIFFUSION BARRIER HAVING CATALYST LAYER}
본 발명은 능동형 수소 확산 방지막에 관한 것이다.
화석 에너지는 수십 년 이내에 고갈될 가능성이 있으며, 최근 유가의 지속적인 상승과 화석 에너지 사용에 따른 환경 오염 문제 등으로 대체 에너지원에 대한 관심이 고조되고 있다.
특히 대체 에너지원 중에서 지구상에 풍부하게 존재하고 무한 공급이 가능하면서 환경 친화적인 수소 에너지에 대한 연구, 특히 연료 전지에 대한 연구가 다방면으로 진행되고 있다. 또한, 수소를 생산하고 고밀도로 저장하여 이송하는 기술에 대한 연구도 함께 이루어지고 있다.
이와 관련하여, 연료 전지 및 수소 저장 장치 등에는 수소 확산 방지막이 적용되는데, 이전의 수소 확산 방지막은 점토 입자, 폴리머 라이너 등을 사용한 피동형 수소 차단 기술이 주를 이루었다.
최근에는 능동형 수소 차단 기술을 접목하여 이전의 피동형 수소 차단 기술의 단점을 보완하려는 연구가 활발히 이루어지고 있으나, 아직 그 개선 정도가 미흡한 실정이다.
KR 2005-0009007 A JP 2008-296434 A KR 0614291 B
이에 본 발명은 전기화학적 방식의 적용이 가능하면서도 수소 차단 효과가 우수한 능동형 수소 확산 방지막을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면,
고분자 기재층(10)과, 상기 고분자 기재층(10)의 일면을 덮고 있는 수소 투과 차단층(20)을 포함하며;
상기 수소 투과 차단층(20)은 상기 고분자 기재층(10)과 접하는 면에 형성된 전해질층(22)과, 상기 전해질층(22) 상에 순차적으로 형성된 촉매층(24) 및 전도성 고분자층(26)을 포함하는 능동형 수소 확산 방지막이 제공된다.
본 발명에 따르면, 상기 촉매층(24)은 고분자 매트릭스 내에 나노 사이즈의 금속 촉매가 분산되어 있는 입자들을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 촉매층(24)의 금속 촉매는 티타늄, 지르코늄, 바나듐, 니오븀, 크로뮴, 몰리브데늄, 텅스텐, 망간, 레늄, 루테늄, 이리듐, 니켈, 팔라듐, 플래티늄, 구리, 은, 금, 아연, 주석, 카드늄, 납, 이들의 합금 및 상기 금속 함유 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 촉매일 수 있다.
그리고, 상기 촉매층(24)의 고분자 매트릭스는 폴리테트라플루오로에틸렌, 테트라플루오로레틸렌-(퍼플루오로알킬)비닐에테르 공중합체, 테트라플루오로에틸렌/(퍼플루오로알킬)비닐에테르 공중합체, 폴리(트리플루오로스티렌) 공중합체, 술폰화된 폴리(아릴에테르케톤), 설폰화된 폴리방향족 탄화수소계 고분자, 및 설폰화된 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 옥사이드)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 고분자를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면, 상기 전도성 고분자층(26)은 폴리아닐린, 폴리피롤, 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스피렌술포네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 고분자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전해질층(22)은 폴리테트라플루오로에틸렌, 테트라플루오로레틸렌-(퍼플루오로알킬)비닐에테르 공중합체, 테트라플루오로에틸렌/(퍼플루오로알킬)비닐에테르 공중합체, 폴리(트리플루오로스티렌) 공중합체, 술폰화된 폴리(아릴에테르케톤), 설폰화된 폴리방향족 탄화수소계 고분자, 및 설폰화된 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 옥사이드)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 고분자를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 고분자 기재층(10)은 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 이들의 혼합물, 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 고분자를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 구현예에 따르면,
고분자 기재층(10)과, 상기 고분자 기재층(10)의 일면을 덮고 있는 수소 투과 차단층(20)과, 상기 고분자 기재층(10)의 다른 일면을 덮고 있는 보강층(30)을 을 포함하며;
상기 수소 투과 차단층(20)은 상기 고분자 기재층(10)과 접하는 면에 형성된 전해질층(22)과, 상기 전해질층(22) 상에 순차적으로 형성된 촉매층(24) 및 전도성 고분자층(26)을 포함하는 능동형 수소 확산 방지막이 제공된다.
여기서, 상기 보강층(30)은 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 이들의 혼합물, 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 고분자; 및 상기 고분자 내에 분산된 카본블랙, 그라파이트, 아라미드, 유리프릿 또는 이들의 혼합물을 포함하는 복합 재료로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 능동형 수소 확산 방지막을 포함하는 수소 연료 전지 및 수소 저장 장치가 제공된다.
본 발명에 따른 능동형 수소 확산 방지막은 전기화학적 방식의 적용이 가능하고 특히 촉매층을 포함함에 따라 수소 차단 효과가 우수하고, 내충격성이 우수하면서도 연성이 우수할 뿐 아니라, 대면적 제조가 용이하여, 수소 에너지 관련 기술 분야에서 보다 폭넓은 응용을 가능케 한다.
도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 일 구현예에 따른 능동형 수소 확산 방지막의 적층 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 구현예들에 따른 능동형 수소 확산 방지막에 대하여 설명하기로 한다.
그에 앞서, 본 명세서 전체에서 명시적인 언급이 없는 한, 본 명세서에 사용되는 전문용어는 단지 특정 구현예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 단수 형태들은, 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한, 복수 형태들도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 '포함'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구현예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.　 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.
한편, 본 발명자들은 능동형 수소 확산 방지막에 대한 연구를 거듭하는 과정에서, 전해질층과 전도성 고분자층의 사이에 촉매층을 개재하고 전기화학적 방식을 적용할 경우 수소 차단 효과가 보다 향상되면서도, 대면적 제조가 용이함을 확인하여, 본 발명을 완성하게 되었다.
이러한 본 발명의 일 구현예에 따르면,
고분자 기재층(10)과, 상기 고분자 기재층(10)의 일면을 덮고 있는 수소 투과 차단층(20)을 포함하며;
상기 수소 투과 차단층(20)은 상기 고분자 기재층(10)과 접하는 면에 형성된 전해질층(22)과, 상기 전해질층(22) 상에 순차적으로 형성된 촉매층(24) 및 전도성 고분자층(26)을 포함하는 능동형 수소 확산 방지막이 제공된다.
도 1은 본 발명의 상기 구현예에 따른 능동형 수소 확산 방지막의 적층 구성을 개략적으로 나타낸 것으로서, 상기 수소 확산 방지막은 고분자 기재층(10)과, 상기 고분자 기재층(10)의 일면을 덮고 있는 수소 투과 차단층(20)을 포함한다.
여기서, 상기 고분자 기재층(10)은 수소 확산 방지막의 기계적 물성을 확보하기 위한 층으로서, 그 소재로는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 열가소성 플라스틱, 열경화성 플라스틱 등이 적용될 수 있다. 다만, 본 발명에 따르면, 상기 고분자 기재층(10)은 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 이들의 혼합물, 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 고분자를 포함하는 것이 물성 확보 측면에서 보다 바람직하다.
한편, 상기 고분자 기재층(10)의 일면을 덮고 있는 수소 투과 차단층(20)은 전해질층(22), 전도성 고분자층(26), 그리고 상기 전해질층(22)과 전도성 고분자층(26) 사이에 개재된 촉매층(24)을 포함한다.
그 중, 상기 전해질층(22)은 수소 차단 효율을 보다 향상시키기 위한 층으로서, 상기 고분자 기재층(10)과 접하는 면에 형성된다. 상기 전해질층(22)은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 양성자 전도성 고분자 물질을 사용하여 형성될 수 있고, 또는 마이크로 스케일의 공극이 형성된 고분자 매트릭스 내에 무기계 양성자 전도성 물질이 충진된 것일 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 전해질층(22)에 적용 가능한 양성자 전도성 고분자는 폴리테트라플루오로에틸렌, 테트라플루오로레틸렌-(퍼플루오로알킬)비닐에테르 공중합체, 테트라플루오로에틸렌/(퍼플루오로알킬)비닐에테르 공중합체, 폴리(트리플루오로스티렌) 공중합체, 술폰화된 폴리(아릴에테르케톤), 설폰화된 폴리방향족 탄화수소계 고분자, 및 설폰화된 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 옥사이드)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 고분자일 수 있다.
그리고, 상기 수소 투과 차단층(20)에 포함되는 전도성 고분자층(26)은 전극의 역할을 수행할 수 있는 층으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 전도성 고분자를 사용하여 형성될 수 있으므로, 그 구성을 특별히 제한하지 않는다. 다만, 본 발명에 따르면, 상기 전도성 고분자층(26)은 폴리아닐린, 폴리피롤, 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스피렌술포네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 고분자를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 수소 확산 방지막은 상기 수소 투과 차단층(20)에 촉매층(24)이 형성된 것으로서, 특히 상기 촉매층(24)은 전해질층(22)과 전도성 고분자층(26)의 사이에 형성됨에 따라, 보다 더 향상된 수소 확산 방지 효과를 나타낼 수 있다.
특히, 본 발명에 따르면, 상기 촉매층(24)은 고분자 매트릭스 내에 나노 사이즈의 금속 촉매가 분산되어 있는 입자들을 포함하는 것으로서, 금속 촉매를 직접 적용하는 경우에 비하여 보다 더 향상된 기계적 물성을 나타낼 수 있으면서도, 장기간 사용할 경우에도 안정적인 촉매 작용을 유지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 촉매층(24)에 적용 가능한 금속 촉매는 일 예로 1 내지 20 nm의 입경을 갖는 것으로서, 티타늄, 지르코늄, 바나듐, 니오븀, 크로뮴, 몰리브데늄, 텅스텐, 망간, 레늄, 루테늄, 이리듐, 니켈, 팔라듐, 플래티늄, 구리, 은, 금, 아연, 주석, 카드늄, 납, 이들의 합금 및 상기 금속 함유 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 바람직하게는, 상기 금속 촉매는 플래티늄, 루테늄, 텅스텐, 몰리브데늄, 주, 이들의 합금 및 상기 금속 함유 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 수소 확산 방지 효과의 향상에 보다 유리하다.
또한, 상기 촉매층(24)에 적용 가능한 고분자 매트릭스는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 전도성 고분자를 사용하여 형성될 수 있으며, 바람직하게는 폴리테트라플루오로에틸렌, 테트라플루오로레틸렌-(퍼플루오로알킬)비닐에테르 공중합체, 테트라플루오로에틸렌/(퍼플루오로알킬)비닐에테르 공중합체, 폴리(트리플루오로스티렌) 공중합체, 술폰화된 폴리(아릴에테르케톤), 설폰화된 폴리방향족 탄화수소계 고분자, 및 설폰화된 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 옥사이드)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 고분자를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 구현예에 따르면,
상기 고분자 기재층(10)의 다른 일면을 덮고 있는 보강층(30)을 더욱 포함하는 능동형 수소 확산 방지막이 제공된다.
도 2는 상기 구현예에 따른 수소 확산 방지막의 적층 구성을 개략적으로 나타낸 것으로서, 구체적으로, 고분자 기재층(10)과, 상기 고분자 기재층(10)의 일면을 덮고 있는 수소 투과 차단층(20)과, 상기 고분자 기재층(10)의 다른 일면을 덮고 있는 보강층(30)을 을 포함하며; 상기 수소 투과 차단층(20)은 상기 고분자 기재층(10)과 접하는 면에 형성된 전해질층(22)과, 상기 전해질층(22) 상에 순차적으로 형성된 촉매층(24) 및 전도성 고분자층(26)을 포함한다.
여기서, 상기 보강층(30)은 상기 고분자 기재층(10)과 함께 수소 확산 방지막의 기계적 물성을 확보하기 위한 보조층으로서, 본 발명에 따른 수소 확산 방지막의 적용 대상에 따라 추가적으로 포함될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 보강층(30)은 카본블랙, 그라파이트, 아라미드, 유리프릿 또는 이들의 혼합물을 포함하는 복합 재료를 포함할 수 있으며, 바람직하게는, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 이들의 혼합물, 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 고분자가 매트릭스로 적용될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 능동형 수소 확산 방지막은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 방법을 통해 제조될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 능동형 수소 확산 방지막은 상기 고분자 기재층(10), 전해질층(22), 촉매층(24), 전도성 고분자층(26), 보강층(30) 등을 구성하는 성분들을 사용하여, 분무 도장법, 침적 도장법, 층상 자기조립 도장법 등의 방법으로 각 층을 순차적으로 적층하는 방법으로 제조될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 능동형 수소 확산 방지막은 상기 전도성 고분자층(26)에 리튬 전지와 같은 에너지 공급원을 연결하여 구동될 수 있으며, 이때 상기 촉매층(24)에 의한 상승 효과로 보다 더 안정적인 수소 차단 효과를 나타낼 수 있다.
한편, 상기와 같은 본 발명의 능동형 수소 확산 방지막은 이전의 수소 확산 방지막에 비하여 수소 차단 효과가 우수하고, 내충격성이 우수하면서도 연성이 우수할 뿐 아니라, 대면적 제조가 용이하다. 그에 따라, 본 발명의 능동형 수소 확산 방지막은 수소 에너지 관련 기술분야에서 보다 폭넓은 응용이 가능하며, 바람직하게는 수소 연료 전지, 수소 저장 장치 등에 적용 가능하다.
10: 고분자 기재층 20: 수소 투과 차단층
22: 전해질층 24: 촉매층
26: 전도성 고분자층 30: 보강층

Claims (11)

  1. 고분자 기재층(10)과, 상기 고분자 기재층(10)의 일면을 덮고 있는 수소 투과 차단층(20)을 포함하며;
    상기 수소 투과 차단층(20)은 상기 고분자 기재층(10)과 접하는 면에 형성된 전해질층(22)과, 상기 전해질층(22) 상에 순차적으로 형성된 촉매층(24) 및 전도성 고분자층(26)을 포함하는 능동형 수소 확산 방지막.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 촉매층(24)은 고분자 매트릭스 내에 나노 사이즈의 금속 촉매가 분산되어 있는 입자들을 포함하는 능동형 수소 확산 방지막.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 촉매층(24)에 포함되는 금속 촉매는 티타늄, 지르코늄, 바나듐, 니오븀, 크로뮴, 몰리브데늄, 텅스텐, 망간, 레늄, 루테늄, 이리듐, 니켈, 팔라듐, 플래티늄, 구리, 은, 금, 아연, 주석, 카드늄, 납, 이들의 합금 및 상기 금속 함유 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 촉매인 능동형 수소 확산 방지막.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 촉매층(24)에 포함되는 고분자 매트릭스는 폴리테트라플루오로에틸렌, 테트라플루오로레틸렌-(퍼플루오로알킬)비닐에테르 공중합체, 테트라플루오로에틸렌/(퍼플루오로알킬)비닐에테르 공중합체, 폴리(트리플루오로스티렌) 공중합체, 술폰화된 폴리(아릴에테르케톤), 설폰화된 폴리방향족 탄화수소계 고분자, 및 설폰화된 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 옥사이드)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 고분자를 포함하는 능동형 수소 확산 방지막.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성 고분자층(26)은 폴리아닐린, 폴리피롤, 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스피렌술포네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 고분자를 포함하는 능동형 수소 확산 방지막.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전해질층(22)은 폴리테트라플루오로에틸렌, 테트라플루오로레틸렌-(퍼플루오로알킬)비닐에테르 공중합체, 테트라플루오로에틸렌/(퍼플루오로알킬)비닐에테르 공중합체, 폴리(트리플루오로스티렌) 공중합체, 술폰화된 폴리(아릴에테르케톤), 설폰화된 폴리방향족 탄화수소계 고분자, 및 설폰화된 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 옥사이드)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 고분자를 포함하는 능동형 수소 확산 방지막.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 고분자 기재층(10)은 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 이들의 혼합물, 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 고분자를 포함하는 능동형 수소 확산 방지막.
  8. 고분자 기재층(10)과, 상기 고분자 기재층(10)의 일면을 덮고 있는 수소 투과 차단층(20)과, 상기 고분자 기재층(10)의 다른 일면을 덮고 있는 보강층(30)을 을 포함하며;
    상기 수소 투과 차단층(20)은 상기 고분자 기재층(10)과 접하는 면에 형성된 전해질층(22)과, 상기 전해질층(22) 상에 순차적으로 형성된 촉매층(24) 및 전도성 고분자층(26)을 포함하는 능동형 수소 확산 방지막.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 보강층(30)은 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 이들의 혼합물, 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 고분자; 및 상기 고분자 내에 분산된 카본블랙, 그라파이트, 아라미드, 유리프릿 또는 이들의 혼합물을 포함하는 복합 재료로 형성된 능동형 수소 확산 방지막.
  10. 제 1 항에 따른 능동형 수소 확산 방지막을 포함하는 수소 연료 전지.
  11. 제 1 항에 따른 능동형 수소 확산 방지막을 포함하는 수소 저장 장치.
KR1020120051114A 2012-05-14 2012-05-14 촉매층을 포함하는 능동형 수소 확산 방지막 KR101954452B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120051114A KR101954452B1 (ko) 2012-05-14 2012-05-14 촉매층을 포함하는 능동형 수소 확산 방지막
PCT/KR2013/000860 WO2013172539A1 (ko) 2012-05-14 2013-02-04 촉매층을 포함하는 능동형 수소 확산 방지막

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120051114A KR101954452B1 (ko) 2012-05-14 2012-05-14 촉매층을 포함하는 능동형 수소 확산 방지막

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130127297A true KR20130127297A (ko) 2013-11-22
KR101954452B1 KR101954452B1 (ko) 2019-03-06

Family

ID=49583922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120051114A KR101954452B1 (ko) 2012-05-14 2012-05-14 촉매층을 포함하는 능동형 수소 확산 방지막

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101954452B1 (ko)
WO (1) WO2013172539A1 (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020125573A1 (en) * 2000-04-03 2002-09-12 Symetrix Corporation Ferroelectric integrated circuit having hydrogen barrier layer
US20040055897A1 (en) * 2002-09-23 2004-03-25 Lessing Paul A. Polymeric hydrogen diffusion barrier, high-pressure storage tank so equipped, method of fabricating a storage tank and method of preventing hydrogen diffusion
KR20050009007A (ko) 2003-07-15 2005-01-24 한국에너지기술연구원 전도성 고분자를 이용한 수소저장매체 및 그 제조방법
KR100614291B1 (ko) 2001-05-03 2006-08-21 인피네온 테크놀로지스 아게 수소 배리어 층을 포함하는 마이크로일렉트로닉 구조물
JP2008296434A (ja) 2007-05-30 2008-12-11 Toppan Printing Co Ltd 水素ガスバリアフィルム
JP5261937B2 (ja) * 2004-10-27 2013-08-14 旭硝子株式会社 電解質膜の製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5879828A (en) * 1997-10-10 1999-03-09 Minnesota Mining And Manufacturing Company Membrane electrode assembly
US6781184B2 (en) * 2001-11-29 2004-08-24 Symetrix Corporation Barrier layers for protecting metal oxides from hydrogen degradation

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020125573A1 (en) * 2000-04-03 2002-09-12 Symetrix Corporation Ferroelectric integrated circuit having hydrogen barrier layer
KR100614291B1 (ko) 2001-05-03 2006-08-21 인피네온 테크놀로지스 아게 수소 배리어 층을 포함하는 마이크로일렉트로닉 구조물
US20040055897A1 (en) * 2002-09-23 2004-03-25 Lessing Paul A. Polymeric hydrogen diffusion barrier, high-pressure storage tank so equipped, method of fabricating a storage tank and method of preventing hydrogen diffusion
WO2004026694A2 (en) * 2002-09-23 2004-04-01 Bechtel Bwxt Idaho, Llc Storage tank having polymeric hydrogen diffusion barrier and method of preventing hydrogen diffusion
KR20050009007A (ko) 2003-07-15 2005-01-24 한국에너지기술연구원 전도성 고분자를 이용한 수소저장매체 및 그 제조방법
JP5261937B2 (ja) * 2004-10-27 2013-08-14 旭硝子株式会社 電解質膜の製造方法
JP2008296434A (ja) 2007-05-30 2008-12-11 Toppan Printing Co Ltd 水素ガスバリアフィルム

Also Published As

Publication number Publication date
KR101954452B1 (ko) 2019-03-06
WO2013172539A1 (ko) 2013-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Recent progress on flexible Zn-air batteries
Ulaganathan et al. Recent advancements in all‐vanadium redox flow batteries
US11791470B2 (en) Battery cell with electrolyte diffusion material
Soloveichik Flow batteries: current status and trends
Chung Development, design and applications of structural capacitors
Chang et al. Co–Ni alloy encapsulated by N-doped graphene as a cathode catalyst for rechargeable hybrid Li–air batteries
CN105280942B (zh) 一种锂双液流电池
CN102027630B (zh) 具有锂介质的铁-空气蓄电池
CN109075356B (zh) 具有所设计的流场的电化学电池单体和用于生产该电化学电池单体的方法
Qu et al. Kirigami-inspired flexible and stretchable zinc–air battery based on metal-coated sponge electrodes
Liao et al. Highly-conductive composite bipolar plate based on ternary carbon materials and its performance in redox flow batteries
Deka et al. Triboelectric nanogenerator-integrated structural supercapacitor with in situ MXene-dispersed N-doped Zn–Cu selenide nanostructured woven carbon fiber for energy harvesting and storage
Zhang et al. Effective Dual Polysulfide Rejection by a Tannic Acid/FeIII Complex-Coated Separator in Lithium–Sulfur Batteries
US10692661B2 (en) Composite comprising CNT fibres and an ionic conducting compound as part of an energy storage device
He et al. The highly stable air-operating ionic polymer metal composite actuator with consecutive channels and its potential application in soft gripper
CN105529486A (zh) 一种卷绕柔性钒电池的制备方法
CN106876718A (zh) 铅酸蓄电池集流体
Li et al. Gel Polymer-Based Composite Solid-State Electrolyte for Long-Cycle-Life Rechargeable Zinc–Air Batteries
Zhang et al. Enhanced Copolymer Gel Modified by Dual Surfactants for Flexible Zinc–Air Batteries
Wu et al. Interface engineering of MXene-based heterostructures for lithium-sulfur batteries
CN110462906A (zh) 离子交换膜、其制造方法以及包括其的能量存储装置
Yang et al. Boosting the oxygen reduction reaction in Zn–Air batteries via a uniform trace N-doped carbon-based pore structure
Qi et al. The influence of fabrication parameters on the electrochemical performance of multifunctional structural supercapacitors
Fu et al. Fiber metal laminated structural batteries with multifunctional solid polymer electrolytes
Navarro-Suárez et al. Designing structural electrochemical energy storage systems: a perspective on the role of device chemistry

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
R401 Registration of restoration