• 제목/요약/키워드: Ion exchange membrane

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Development of Pore-filled Ion-exchange Membranes for Efficient All Vanadium Redox Flow Batteries

  • Kang, Moon-Sung
    • 전기화학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.204-210
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    • 2013
  • Thin pore-filled cation and anion-exchange membranes (PFCEM and PFAEMs, $t_m=25-30{\mu}m$) were prepared using a porous polymeric substrate for efficient all-vanadium redox flow battery (VRB). The electrochemical and charge-discharge performances of the membranes have been systematically investigated and compared with those of commercially available ion-exchange membranes. The pore-filled membranes were shown to have higher permselectivity as well as lower electrical resistances than those of the commercial membranes. In addition, the VRBs employing the pore-filled membranes exhibited the respectable charge-discharge performances, showing the energy efficiencies (EE) of 82.4% and 84.9% for the PFCEM and PFAEM, respectively (cf. EE = 87.2% for Nafion 1135). The results demonstrated that the pore-filled ion-exchange membranes could be successfully used in VRBs as an efficient separator by replacing expensive Nafion membrane.

PPO 기반 음이온 교환막 소재 개발 동향 (A Review on Development of PPO-based Anion Exchange Membranes)

  • 안성진;김기중;유소미;류건영;지원석
    • 멤브레인
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    • 제31권6호
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    • pp.371-383
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    • 2021
  • 음이온 교환막은 수소를 생산할 수 있는 수전해와 수소 연료를 사용하여 전기 에너지를 사용할 수 있는 연료전지 시스템에 사용될 수 있다. 음이온 교환막은 알칼라인 조건에서 수산화 이온(OH-) 전도를 기반으로 작동한다. 하지만, 음이온 교환막은 상대적으로 낮은 이온 전도도와 알칼라인 안정성을 보이기 때문에 아직 수전해 및 연료전지에 상용화되는 데 한계가 존재한다. 이를 해결하기 위해서는 고분자 구조를 합리적으로 설계하여 새로운 음이온 교환막 소재를 개발하는 것이 필수적이다. 특히, 고분자의 물성, 이온전도도, 그리고 알칼라인 안정성이 우수하게 유지될 수 있도록 고분자 구조 및 합성 방법 등을 제어하여 한다. 음이온 교환막 중에서 Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide) (PPO) 기반의 소재는 상용화 되어 접근이 용이하다. 또한, 다른 고분자에 비해 상대적으로 기계적인 특성 및 화학적 안정성이 높아 음이온 교환막 개발에 자주 사용되고 있다. 본 총설에서는 음이온 교환막에서 사용되는 PPO 기반의 고분자 소재 개발 전략 및 특성에 대해서 소개하고자 한다.

이온交換樹脂膜을 利用한 電氣透析의 檢討 (Study on the Electrodyalisis Using Ion Exchange Membrane)

  • 이진택
    • 대한화학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.58-65
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    • 1974
  • 陰陽兩이온交換樹脂膜을 利用한 電氣透析에 의하여 電解質을 濃縮할때 濃縮液의 濃度, 透析量/電氣量 및 濃縮液增加量/ion透析量과 溶液의 濃度, 電流密度와의 關係를 實驗해 보았으며 膜內의 合水率, 이온의 移動度 및 電氣透析의 流速으로 해석됨을 알았다

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질산성 질소 제거용 Quaternized Poly(vinylimidazole-co-trifluoroethylmethacrylate-co-divinylbenzene) 음이온교환막 제조와 관능화 조건 (Synthesis and Functionalized Conditions of Quaternized Poly(vinylimidazole-co-trifluoroethylmethacrylate-co-divinylbenzene) Anion Exchange Membrane)

  • 오창민;황택성
    • 폴리머
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    • 제39권1호
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    • pp.157-164
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    • 2015
  • 본 연구에서는 수중 질산성 질소($NO{_3}^-$) 제거용 음이온교환막 제조를 위하여 poly(vinylimidazole-co-trifluoroethylmethacrylate-co-divinylbenzene)(PVTD) 공중합체를 제조하고, quaternization 반응을 통하여 관능기를 도입하기 위한 최적화 반응온도, 반응시간, 관능화농도 조건을 규명하였다. 제조한 음이온교환막의 구조 확인과 분자량 측정을 위하여 FTIR, $^1H$ NMR, 스펙트럼 분석과 GPC 분석을 하였다. 또한 제조한 음이온교환막의 함수율, 팽윤율, 전기저항, 이온교환용량과 같은 기본물성을 측정하였다. 또한 수중 질산염 제거율과 선택성을 확인하기 위하여 막의 음이온 투과성을 측정하여 질산성 질소의 선택성을 확인하였다. 최적 함수율, 전기저항, 이온교환용량은 각각 51.2%, $5.4{\Omega}{\cdot}cm^2$, 1.04 meq/g으로 측정되었다.

Preparation and Characterization of Poly(styrenesulfonic acid)-grafted Fluoropolymer Membrane for Direct Methanol Fuel Cell

  • Choi, Jae-Hak;Kang, Phil-Hyun;Lim, Youn-Mook;Sohn, Joon-Yong;Shin, Jun-Hwa;Jung, Chan-Hee;Jeun, Joon-Pyo;Nho, Young-Chang
    • Korean Membrane Journal
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    • 제9권1호
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    • pp.52-56
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    • 2007
  • A proton exchange membrane was prepared by ${\gamma}-irradiation-induced$ grafting of styrene into poly(tetrafluoro-ethylene-co-perfluoropropyl vinyl ether) (PFA) and subsequent sulfonation reaction. The degree of grafting (DOG) increased with an increase in the absorbed dose. The prepared membranes showed high ion exchange capacity reaching 3.0 meq/g, which exceeded the performance of commercially available perfluorosulfonic acid membranes such as Nafion. The proton conductivity of PFA-g-PSSA membrane increased with the DOG and reached 0.17 S/cm for the highest sample at room temperature. The DMFC performance of the prepared membranes with 50% DOG was comparable to that of Nafion membrane.