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유기계 항산화제가 그래프팅된 산화 그래핀을 도입한 과불소화계 복합 막의 고분자 전해질 막 연료전지로의 응용
Perfluorosulfonic Acid Composite Membranes Containing Organic Antioxidant-grafted Graphene Oxides for Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell Applications
- 정유경;
- 황인혁;
- 배중문;
- 김기현
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본 연구에서는 유기계 산화 방지제인 가려진 페놀이 그래프팅된 산화 그래핀(hindered phenol-grafted graphene oxide, HP-GO)을 합성하였고, 이를 도입한 나피온(Nafion) 기반의 복합 막을 제조하여 고분자 전해질 막 연료전지에 응용하였다. HP-GO는 3,5-디-tert-뷰틸-4-히드록시페닐프로피오닐 클로라이드에 존재하는 염화 카보닐기(carbonyl chloride)와 GO에존재하는 히드록시간의 치환 반응을 통해 합성되었으며, 합성된 HP-GO를 고분자 기지체 대비 0.01~0.5 wt%까지 포함하는복합 막을 제조하여 순수 Nafion과의 물성 차이를 비교하였다. 특정 함량의 HP-GO가 첨가된 복합 막은 순수 Nafion에 비해우수한 인장강도와 수분 흡수율 및 치수안정성을 나타내었다. 특히 HP-GO의 산화 방지 특성으로 인해 HP-GO가 첨가된 복합 막은 장시간의 펜톤 평가(Fenton’s test) 이후 순수 Nafion 대비 높은 산화 안정성을 나타내었다. 또한 HP-GO에 의한 향상된 수분 흡수율에 의해 복합 막은 전 습도 구간에서 순수 Nafion 대비 우수한 수소 이온 전도도를 나타내었다.
키워드
antioxidant; hindered phenol; graphene oxide; Nafion; polymer electrolyte membrane fuel cell
- 제목
- 유기계 항산화제가 그래프팅된 산화 그래핀을 도입한 과불소화계 복합 막의 고분자 전해질 막 연료전지로의 응용
- 제목 (타언어)
- Perfluorosulfonic Acid Composite Membranes Containing Organic Antioxidant-grafted Graphene Oxides for Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell Applications
- 저자
- 정유경; 황인혁; 배중문; 김기현
- 발행일
- 2024-12
- 저널명
- 멤브레인
- 권
- 34
- 호
- 6
- 페이지
- 445 ~ 457