| 초록 |
고온에서 운전하는 수소연료전지용 막의 조건으로는 고온에서의 내열성을 확보하여야 하며, 무수/고온상태에서 높은 수소이온 전도도를 유지하여야 한다. 본 실험에서는 3개의 알콕시 기능를 포함하고 있는 (3-glycidoxypropyl)trimetoxy silane (GPTMS)의 말단 에폭시기를 NaHSO3를 이용하여 sulfonation (GPTMS-SO3H)를 얻고, 이를 미량의 tetraethylorthosilicate (TEOS)와 혼합하고 산촉매하에서 sol-gel 반응을 이용하여 상온에서도 안정한 sulfonation된 용액상태의 sol-resin을 합성하였다(poly-GPTMS-SO3H). Poly-GPTMS-SO3H sol-resin을 이용하여 solvent casting을 하여 고온에서도 열적 안정성을 확보할 수 있는 유/무기계 고분자 전해질 막을 제조하였다. NMR을 통해 GPTMS 단량체의 정확한 sulfonation 반응 기구를 규명하고 높은 수율을 얻었다. 다른 sulfonation양에 따른 전해질막을 제조하고, Solid NMR, FT-IR, TGA, XPS, FE-SEM, WAXD등의 기기분석을 통해서 제조된 막의 구조적인 특성과 고온 연료전지용 막으로서의 적합한 물리적 특성을 분석하였다. 30% sulfonation 수율의 막은 120℃/N2 환경에서 3.0x10-4 s/cm의 수소이온전도도의 값을 얻었다. |
