• Membrane and Water Treatment
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• 제3권1호
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• pp.63-76
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• 2012

Mother liquid discharged from a salt-manufacturing plant was electrodialyzed at 25 and $40^{\circ}C$ in a continuous process integrated with $SO_4{^{2-}}$ ion low-permeable anion-exchange membranes to remove $Na_2SO_4$ and recover NaCl in the mother liquid. Performance of electrodialysis was evaluated by measuring ion concentration in a concentrated solution, permselectivity coefficient of $SO_4{^{2-}}$ ions against $Cl^-$ ions, current efficiency, cell voltage, energy consumption to obtain one ton of NaCl and membrane pair characteristics. The permselectivity coefficient of $SO_4{^{2-}}$ ions against $Cl^-$ ions was low enough particularly at $40^{\circ}C$ and $SO_4{^{2-}}$ transport across anion-exchange membranes was prevented successfully. Applying the overall mass transport equation, $Cl^-$ ion and $SO_4{^{2-}}$ ion transport across anion-exchange membranes is evaluated. $SO_4{^{2-}}$ ion transport number is decreased due to the decrease of electro-migration of $SO_4{^{2-}}$ ions across the anion-exchange membranes. $SO_4{^{2-}}$ ion concentration in desalting cells becomes higher than that in concentration cells and $SO_4{^{2-}}$ ion diffusion is accelerated across the anion-exchange membranes from desalting cells toward concentrating cells.

• 멤브레인
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• 제29권3호
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• pp.173-182
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• 2019

화석연료 사용이 증가하면서 온실가스 및 대기오염가스 등의 환경오염 문제가 심각해졌다. 이를 해결하기 위한 신재생에너지, 친환경적인 대체에너지원을 찾기 위한 많은 연구가 이뤄지고 있다. 연료전지는 전기에너지를 발생하며 부산물로 물만이 생성되는 친환경 에너지 발생장치다. 특히, 전해질로 음이온 교환막을 사용하는 음이온 교환막 연료전지(Anion Exchange Membrane Fuel Cell)는 높은 촉매의 활성으로 양이온 교환막 연료전지(Proton Exchange Membrane Fuel cell)와 다르게 저가의 금속 촉매를 사용할 수 있는 장점 때문에 관심이 높아지고 있다. 음이온 교환막으로써 요구되는 주요 특성은 높은 이온($OH^-$) 전도도 및 높은 pH의 구동조건에서의 안정성이다. 본 연구에서는 PPO계 고분자의 화학적 가교 반응을 이용해 얻어진 가교형 고분자 막의 낮은 기계적인 특성과 치수 안정성을 높이기 위해 보다 높은 분자량을 갖는 고분자 사용과 함께 가교율 증대를 통해 보다 높은 이온 전도도와 기계적인 성질, 높은 화학적인 안정성뿐만 아니라 실제 연료전지 구동조건에서 높은 셀 성능을 갖는 AEMFC용 고분자 전해질 막을 개발했다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.184-190
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• 2011

The membrane properties (membrane resistance and ion exchange capacity) of the five types of commercial anion exchange membrane, i.e. IOMAC, AHT, APS, AHA, AFN, were evaluated for the application in the alkaline electrolysis. The membrane resistance decreased in the order; in 1M KOH: AHT>IOMAC>AHA>AFN>APS; in 1M NaOH: AHT>IOMAC>AHA>APS>AFN. The ion exchange capacity decreased in the order: AFN>APS>AHT>AHA>IOMAC. The membrane life was determined from the change of membrane resistance in 1M KOH and NaOH with an increase of soaking time in 20 wt% KOH and 30 wt% NaOH solution. AHA membrane had a good membrane life in 20 wt% NaOH with its unchanged membrane resistance. And, AFN and AHA membrane had a good membrane life in 30 wt% NaOH with its unchanged membrane resistance.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2008년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.89-89
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• 2008

• 멤브레인
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• 제32권6호
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• pp.496-513
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• 2022

본 연구에서는 음이온 교환막 수전해 시스템에 적용가능성을 확인하고자 상용 음이온 교환막인 FAA-3-50, Neosepta-ASE, Sustainion grade T, Fujifilm type 10의 관련 물성을 평가하였다. 음이온교환막을 이용하는 특성상 음이온교환기의 확인을 위하여 SEM/EDX를 이용하여 상용막의 모폴로지와 표면의 원소를 분석하여 상용막이 포함하고 있는 작용기의 분포를 확인하였다. 또한, UTM과 TGA를 이용하여 기계적 강도 및 열분해온도를 측정하여 수전해의 구동조건을 만족하는지 확인하였다. 음이온 교환막으로서의 성능을 파악하기 위하여 중요한 특성인 이온교환용량과 이온전도도를 측정하였으며, 알칼리 환경에서 구동되기 때문에 각각의 상용막의 내알칼리성을 확인하기 위한 내구성 테스트를 진행하여 비교하였다. 최종적으로 막-전극 접합체를 제조하여 수전해 single cell test를 진행하여 60℃, 70℃, 80℃의 온도 조건에서 cell 성능을 확인하였고 장기 cell test로 다른 온도에서 20 cycle 측정하여 수전해 성능을 비교하여 상용막의 음이온 교환막 수전해에 적용가능성을 비교하여 확인하였다.

• 멤브레인
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• 제25권6호
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• pp.515-523
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• 2015

상업적으로 이용되는 폴리스티렌계 이온교환막은 제조 공정이 쉽고 간단하지만 막이 가지는 취성 때문에 내구성이 약하다는 단점을 가지고 있다. 이를 보완하기 위하여 친수성 그룹인 poly(ethylene glycol)을 곁사슬로 가지고 있는 poly(ethylene glycol)methyl ether methacrylate를 공중합시켜 음이온 교환막을 합성하였다. 지지체로는 내화학성 및 기계적 강도가 우수한 다공성 PE 지지체를 사용하였고, 여기에 다양한 조성의 vinylbenzyl chloride, styrene, poly(ethylene glycol)methyl ether methacrylate, divinylbenzene, benzoyl peroxide를 녹인 단량체 용액을 지지체 기공에 채운 뒤 열중합 가교시켜 trimethylamine을 이용하여 음이온 교환기를 도입해 세공충전 음이온 교환막을 합성하였다. 또한 poly(ethylene glycol)methyl ether methacrylate의 곁사슬 길이와 각 단량체가 차지하는 비율의 변화가 음이온 교환막의 전기화학적 특성에 미치는 영향을 알아보았다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제26권7호
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• pp.563-566
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• 2013

We investigated the variation of anion exchange membrane of hydrogen generator of alkaline electrolysis. We detected the variation of elements and change of anion exchange membrane using EDS and FE-SEM. We detected two different sites of membrane because of different structure of membrane. $Sp_1$ shows that the distribution ratio of C, O, Al is 98% very higher than $Sp_2$ of 78%. Especially, the main elements of STS316 which is P, S, Fe, Ni were more detected at $Sp_2$ than $Sp_1$. We think that this result depends on the structure of membrane. This also affect the resistance, lifetime of membrane and decrease the efficiency of hydrogen production. We hope that this article is a foundation of developing of hydrogen production technology.

• 분석과학
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• 제8권4호
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• pp.597-601
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• 1995

The transfer of chloride ion across an anion exchange membrane (AEM) was investigated by cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectra. In CV experiment, when the size of the hole in membrane was much smaller than the distance between membrane holes, the Cl anion transfer showed steady state voltammetric behavior. Each hole in membrane can be regarded as a microelectrode and the membrane was equivalent to a microelectrode array in this condition. When the hole in membrane was large or the distance between membrane holes was small, the CV curve of the Cl anion transfer across membrane showed peak shape, which attributed to linear diffusion. In ac impedance measurement, the impedance spectrum of the membrane system was composed of two semicircles at low de bias, corresponding to the bulk characteristics of the membrane and the kinetic process of ion transfer, respectively. The bulk membrane resistance increases with increasing dc bias and only one semicircle was observed at higher dc bias. The parameters related to kinetic and membrane properties were discussed.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.28-37
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• 2022

In this study, we synthesized a poly(pheneylene oxide) (PPO)-based organic/inorganic composite membrane having silicotungstic acid (STA) for the development of an anion exchange membrane with excellent ionic conductivity and physicochemical stability. The organic/inorganic composite membranes were prepared by introducing different STA contents (0 wt%, 10 wt%, 30 wt%, and 50 wt%) into the quaternizaed(Q)-PPO matrix. The prepared anion exchange membranes were subjected to structural analysis by proton neclear magnetic resonance and Fourier transform infrared, and thermal behavior of membranes was confirmed by thermogravimetric analysis. Among the prepared composite membranes, the ion conductivity of Q-PPO/STA-50 (40.5 mS cm^-1) showed 1.46 times compared to that of the pristine membrane (27.6 mS cm^-1). Therefore, these results demonstrated that organic/inorganic composite membranes are promising candidates for application of anion exchange membranes.

• 폴리머
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• 제36권5호
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• pp.564-572
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• 2012

본 연구에서는 막축전식 탈염(membrane capacitive deionization, MCDI) 공정용 음이온교환막의 제조를 위하여 vinylbenzyl chloride-co-ethyl methacrylate-co-styrene(VBC-EMA-St) 공중합체를 합성하였으며, 아민화 반응과 열처리를 통하여 음이온교환막을 제조하였다. 구조확인을 위하여 FTIR 분석을 하였고, GPC와 TGA를 통하여 합성한 고분자의 분자량과 분자분포, 열안정성을 분석하였으며, 함수율 및 이온교환용량을 측정하였다. 또한 LCR meter로 전기저항을 측정하고, MCDI 공정에 적용하기 위하여 제조한 음이온교환막을 충방전 시험 측정하였다. 이온교환용량, 함수율, 전기저항, 분자량은 각각 1.69 meq/g, 23.7%, 1.61 ${\Omega}{\cdot}cm$, $3.4{\times}10^4$ g/mol이었으며, CDI 충방전 시험 결과 상용화막인 AMX보다 우수한 성능을 나타내었다.