| 초록 |
대부분의 Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC)에서는 주로 술폰화 고분자들이 전해질로 사용되고 있다. 술폰화 고분자들의 고유한 proton 전도특성 때문에 PEMFC의 작동온도는 대개 60에서 80도 이고, 외부로부터 가습이 있어야만 좋은 성능을 발휘할 수 있다. 그래서 anode와 cathode에 가습기가 필요하며, 이 가습기를 통해 과다하게 물이 공급되므로 적절한 물관리 시스템이 요구된다. 이러한 단점을 극복하기 위해 고온에서 작동되고, 외부로부터의 가습이 필요 없는 연료전지 시스템이 새롭게 연구되고 있다. 이런 고온 무가습 연료전지에는 기존의 술폰화 고분자들이 아닌 polybezimidazole과 같은 고분자가 전해질로 사용되며, 이 경우 120에서 200도의 온도에서 외부로부터의 가습 없이 연료전지가 구동된다. 본 연구에서는 poly[2,2'-(m-phenylene)-5,5'-bibenzimidazole] (polybezimidazole, PBI)과 poly[2,5-benzimidazole] (ABPBI)을 새로운 방법으로 합성하여 연료전지용 고분자막으로 제조하였다. 제조된 고분자막의 전도도는 100도 이상의 온도에서 외부로부터의 가습 없이 0.06 S/cm 이었고, 100 MPa 정도의 기계적 강도를 가졌다. 이 고분자막을 이용하여 membrane electrode assembly (MEA)를 제조하고 고온 무가습 조건에서 연료전지에 적용하였다. |
