| 초록 |
고분자 전해질 막은 이온을 전달시키는 능력을 갖는 기능성 고분자 분리막으로서, 연료전지용 전해질막, 전기투석용 분리막, 역전기투석용 분리막 등 다양한 전기화학 분야에서 활용되어 지고 있다. 이온들은 물 분자들과 함께 수화된 상태로 전달이 되기 때문에, 고분자 전해질 막의 내부에는 이온이 전달되는 통로 역할을 하는 친수성 채널이 형성되게 된다. 이러한 친수성 채널은 고분자 자체의 구조 및 다양한 특성에 따라 다양한 형태를 갖게 되는데, 효과적인 이온 전달을 위해서는 친수성 채널이 가능한 넓고 서로 연결이 잘 되어 있는 것이 유리한 것으로 알려져 왔다. 본 연구에서는, 이러한 고분자의 구조가 친수성 채널 형성에 어떤 영향을 주며, 이렇게 형성된 친수성 채널이 이온의 전달 특성에 어떻게 작용하는지를 분자 시뮬레이션 기술을 활용하여 관찰하였다. 이를 위하여, 대표적인 고분자 전해질 막인 나피온과 다양한 구조를 갖는 합성 고분자 전해질 막의 분자 시뮬레이션을 실시하여, 각각의 친수성 채널 구조와 그 형성 원인 및 수소이온 전달 특성을 살펴보았다. |
