• 제목/요약/키워드: Ion exchange membranes

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Structure and Properties of Cation Exchange Membrane made of Sulfonated Polyethersulfone

  • Nah, Sung-Soon;Lee, Sung-Min;Ryul, Min-Byung;Lee, Chang-So
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 1999년도 The 7th Summer Workshop of the Membrane Society of Korea
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    • pp.115-115
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    • 1999
  • In this work a new process was developed for the sulfonation of the chemicallly stable engineering polymer polyethersulfone as membrane materials for electrodialysis or a flow battery applications. Commercially available polyethersulfone polymer was partially sulfonated using a CSA sulfonating agent in a dichloromethane solvent, which sulfonated polyethersulfone with various sulfonation levels have been prepared. Sulfonated polyethersulfone (SPES) membranes with different ion capacities were prepared for the purpose of identifying cation exchange membrane properties, in an attempt to find a low cost replacement for Nafion, which most of the perfluorinated membranes, known to exhibit a prolonged service life, are expensive and difficult to process. The following features were determined: the degree of sulfonation, water uptake, thermal analysis, and electrochemical properties such as ion exchange capacities, resistivity, selectivity of ion permeation. The surface of the cation exchange membranes, decomposed with the H202-treatment, were observed by using scanning electron microscope. The area resistivities of SPES mebranes in 5N-NaOH decreased from $2,150{\;}{\Omega}-cm2$ to less than $15{\Omega}-cm2$ as the ion exchange capacity (IEC) increased from 0.62 to 1.73 millieequivlants per dry gram(meq/dg).eq/dg).

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가교도가 조절된 세공충진 이온교환막의 제조 및 전기화학적 응용: Part II. 역 전기투석 (Preparation and Electrochemical Applications of Pore-filled Ion-exchange Membranes with Well-adjusted Cross-linking Degrees: Part II. Reverse Electrodialysis)

  • 송현비;문하늘;김도형;강문성
    • 멤브레인
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    • 제27권5호
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    • pp.441-448
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    • 2017
  • 본 연구에서는 다공성 폴리에틸렌 지지체를 기반으로 세 가지 가교제를 혼합 도입한 세공충진 이온교환막을 제조하고 역 전기투석에서 멤브레인의 특성이 발전성능에 미치는 영향을 고찰하였다. 실험 결과, 분자 크기가 다른 가교제를 혼합함으로써 이온교환막의 가교도 및 자유체적이 효과적으로 조절됨을 확인하였으며 상관 분석을 통해 멤브레인의 전기화학적 특성 및 이를 적용한 역 전기투석의 발전성능에 복합적인 영향을 미침을 알 수 있었다. 특히 세공충진 양이온 교환막은 최적 가교조건에서 상용막 대비 동등 이상의 발전 성능을 나타내었으며 음이온 교환막 또한 상용막에 근접하는 우수한 성능을 나타내었다.

방사선그라프팅 음이온교환막의 기계적 물성에 대한 4차 암모늄 음이온교환기의 영향 (Influence of Quaternary Ammonium Anion Exchange Moieties onto Mechanical Properties of Radiation-grafting Anion Exchange Membranes)

  • 고범석;손준용;신준화
    • 방사선산업학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.49-54
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    • 2012
  • Various anion exchange membranes were prepared by radiation graft copolymerization of vinylbenzyl chloride onto fluorinated films and subsequent quaternization with various tertiary amines such as trimethylamine, N,N-dimethylbuthylamine, N,N-dimethylaniline, and N-methylpiperidine. The quaternizations of the anion exchange membranes were confirmed by measuring of the ion exchange capacities of the membranes. The mechanical properties and the water uptakes were also measured. The elongation at break was found to be largely dependent on the fluorinated film, the quateranry ammonium, and the degree of grafting. The results indicate that the poly (ethylene-alt-tetrafluoroethylene) with quaternized trimethylamine moiety exhibits higher flexible property compared to the other prepared anion exchange membranes.

역전기투석용 이온교환막의 연구동향 및 전망 (Research Trends and Prospects of Reverse Electrodialysis Membranes)

  • 황진표;이창현;정연태
    • 멤브레인
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    • 제27권2호
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    • pp.109-120
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    • 2017
  • 양이온($Na^+$) 및 음이온($Cl^-$)이 각각의 CEM과 AEM을 통해 선택적으로 분리되어 담수로 이동할 때 발생되는 전위차와 산화/환원(redox couple)형 전해질을 포함하고 있는 전극에서 발생하는 전류를 이용하여 전기 에너지로 전환시키는 에너지변환장치이다. RED 시스템의 핵심소재 중 하나인 이온교환막은 높은 출력 밀도를 달성하기 위해 1) 낮은 팽윤거동, 2) 적절한 이온교환능, 3) 높은 이온전도도, 4) 높은 이온선택성을 만족시켜야 한다. 본 논문에서는 이를 만족시키는 소재 및 이온교환막의 연구동향 및 전망에 대해 설명하였다.

금속이온으로 치환된 PVA/SSA 이온교환막의 메탄올 투과특성 연구 (Studies on the Methanol Permeability through PVA/SSA Ion Exchange Membranes Substituted with Various Metal Cations)

  • 이충섭;정선영;전지현;신현수;임지원
    • 멤브레인
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    • 제12권1호
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    • pp.51-53
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    • 2002
  • Poly(vinyl alcohol) (PVA)/sulfosuccinic acid $(SSA)-H^+$ 막은 1가 이온 $Li^+, Na^+,K^ + 2$가 이온 $Mg^{2+}, Ca^{2+},Ba^{2+}, 3$가 이온 $Al^{3+}$로 치환하였다. 또한 $Li^{+}$의 경우 치환도를 화하였다. 금속이온치환의 효과를 알아보기 위하여 Diffusion cell을 이용한 메탄올투과도를 측정하였다. 메탄올투과도를 1가 이온의 경우는 'Salting-out'효과뿐 아니라 electrostatic 가교와 금속 이온의 반응성에 의존한다고 사료되었다. 또한 $Li^+$이온이 경우 치환도에 비례하여 메탄올 투과도가 감소하였는데 이는 'Salting-out'효과에 기인한다고 사료되어진다.

세공충진 음이온 전도성막의 제조 및 이를 이용한 고체알칼리 연료전지 성능 평가 (Pore-filling anion conducting membranes and their cell performance for a solid alkaline fuel cell)

  • 최영우;이미순;박구곤;임성대;양태현;김창수
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.129.2-129.2
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    • 2010
  • AEM which were used for solid alkaline fuel cell(SAFC) were prepared by photo polymerization in method pore-filling with various quaternary ammonium cationic monomers and crosslinkers without an amination process. Their specific thermal and chemical properties were characterized through various analyses and the physico-chemical properties of the prepared electrolyte membranes such as swelling behavior, ion exchange capacity and ionic conductivity were also investigated in correlation with the electrolyte composition. The polymer electrolyte membranes prepared in this study have a very wide hydroxyl ion conductivity range of 0.01 - 0.45S/cm depending on the composition ratio of the electrolyte monomer and crosslinking agent used for polymerization. However, the hydroxyl ion conductivity of the membranes was relatively higher at the whole cases than those of commercial products such as A201 membrane of Tokuyama. These pore-filling membranes have also excellent properties such as smaller dimensional affects when swollen in solvents, higher mechanical strength, lowest electrolyte crossover through the membranes, and easier preparation process compared of traditional cast membranes. The prepared membranes were then applied to solid alkaline fuel cell and it was found comparable fuel cell performance to A201 membrane of Tokuyama.

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바나듐 산화환원 흐름전지를 위한 음이온교환막의 관능기에 따른 특성 연구 (A Study on the Effect of Different Functional Groups in Anion Exchange Membranes for Vanadium Redox Flow Batteries)

  • 이재명;이미순;남기석;전재덕;윤영기;최영우
    • 멤브레인
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    • 제27권5호
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    • pp.415-424
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    • 2017
  • 바나듐 산화환원 흐름 전지에 핵심적으로 사용되는 이온교환막은 일반적으로 양이온교환막을 사용하고 있으나 co-ion인 바나듐 이온의 투과에 의한 장기적 성능 저하 문제를 해결하기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 바나듐 투과도 및 장기 운전 안정성의 특성을 파악하기 위해 세 가지 다른 관능기를 보유한 음이온교환막을 제조하였다. 기저막으로는 다공성 폴리에틸렌 필름에 benzyl chloride (VBC)과 divinylbenzene (DVB)을 충진 및 가교 중합하여 제조한 후, 세 가지 다른 아민 관능기를 각각 도입하였다. 제조된 음이온교환막들에 대해 바나듐 이온 투과 정도 및 장기 운전 안정성을 관찰한 결과 triethylamine을 관능기로 적용한 음이온교환막에서 높은 에너지효율을 유지하면서도 가장 장기적 운전 안정성을 확보할 수 있었다.

바나듐계 레독스 흐름 전지용 고분자 이온교환막의 연구개발 동향 (Research Trend of Polymeric Ion-Exchange Membrane for Vanadium Redox Flow Battery)

  • 김득주;남상용
    • 멤브레인
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    • 제22권5호
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    • pp.285-300
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    • 2012
  • 바나듐 흐름전지는 오랜 사이클 수명, 높은 에너지효율, 낮은 제조단가 그리고 친환경성으로 인하여 에너지저장장치의 한 부분이 될 것으로 기대되고 있다. 바나듐 흐름전지 시스템의 핵심 부품의 하나로서 이온교환막은 이온이 계속적으로 전달되는 동안 양극과 음극 전해질의 투과를 저해하는 물성이 요구된다. 그러나 Nafion과 같은 이온교환막은 넓은 시장성의 확보를 위한 목표성능의 달성을 위한 몇가지 과제들에 직면하고 있다. 그러므로 이러한 문제들을 해결하기 위하여 최근까지 개발된 여러가지 이온교환막에 대하여 Nafion과 비교하여 바나듐 흐름전지특성에 대하여 조사하였다.

A SURVEY OF THE DEVELOPMENT OF MEMBRANE SCIENCE AND TECHNOLOGY IN CHINA

  • Congjie, Gao
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 2004년도 Proceedings of the second conference of aseanian membrane society
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    • pp.12-12
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    • 2004
  • A brief introduction was given in this paper for the research and development on membrane science and technology in China. Ion exchange membranes and electrodialysis, MF, UF, NF and RO membranes, gas separation (GS) membranes, pervaporation (PV), membranes, inorganic membranes (IM) and membrane reactors (MR) were involved.(omitted)

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