• 제목/요약/키워드: composite polymer membrane

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리튬 금속 전극상 고분자/무기물 나노복합막 형성: 리튬층의 효과적 표면성장 제어 및 전기화학적 특성 향상 (Polymer/Inorganic Nanohybrid Membrane on Lithium Metal Electrode: Effective Control of Surficial Growth of Lithium Layer and Its Improved Electrochemical Performance)

  • 정요한;석도형;이상현;신원호;손희상
    • 멤브레인
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    • 제30권1호
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    • pp.30-37
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    • 2020
  • 리튬 덴드라이트의 효과적인 억제를 위해 유/무기 복합체를 리튬메탈 전극의 보호층으로 사용하였다. 유기물로는 PVDF-HFP가 사용되었으며 무기물로는 TiO2가 사용되었다. 유기물로 사용된 PVDF-HFP는 높은 유연성을 가지는 고분자로서 무기물의 matrix 역할을 하며, 무기물로 사용된 TiO2 나노입자는 보호막의 기계적 강도와 이온전도성을 향상시켜주는 역할을 하였다. 합성된 보호막은 SEM, AFM, XRD를 통하여 PVDF-HFP matrix에 TiO2가 잘 분산되어 있는 형태인 것을 확인할 수 있었다. 또한 전기화학적 분석 결과, 향상된 기계적 물성과 이온전도성으로 인해 polymer-inorganic composite은 비교 샘플(untreated 와 PVDF-HFP 보호층) 대비 100번째 사이클까지 80%의 높은 쿨롱 효율 및 20 mV 미만의 낮은 과전압을 나타내었다.

비스페닐프로판 단위를 갖는 연료전지전해질용 블록공중합체/나노실리카 복합막 제조 및 특성 (Preparation and Characterization of Block Copolymer Containing Bisphenyl Propane Unit and Nanosilica Composite Membrane for Fuel Cell Electrolyte Application)

  • 김애란
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.144-149
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    • 2017
  • A proton-conducting bisphenylpropaned sulfonated fluorinated blockcopolymer (BPSFBC) was synthesized. Five kinds of polymer electrolyted composite membranes were preparated by incorporating silica ($SiO_2$) with various weight ratio. And their characteristics were investigated by FT-IR (fourier transform infrared), $^1H-NMR$ ($^1H$ nuclear magnetic resonance), TGA (thermogravimetric analysis), water uptake, FE-SEM (field emission scanning electron microscopes), and ion conductivity properties. The water uptake and ion conductivity were increased until 9 wt% $SiO_2$, and then decreased. The maximum proton conductivity equal to $52mScm^{-1}$ was measured for the BPSFBC/$SiO_2$-9 composite membrane at $90^{\circ}C$ and 100% relative humidity. From the measured results, it is distinct that the manufactured composite membrane BPSFBC/$SiO_2$-9 can be considered as a polymer membrane suitable for a fuel cell electrolyte.

설폰화된 폴리설폰/PPSQ 유-무기 복합 전해질막의 수소이온 전도도 및 메탄올 투과 특성 (Proton Conductivity and Methanol Permeability of Sulfonated Polysulfone/PPSQ Composite Polymer Electrolyte Membrane)

  • 권정돈;이창진;강영구
    • 전기화학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.89-93
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    • 2004
  • 설폰화된 폴리설폰 (sulfonated polysulfone, SPSF)과 Poly(phenylmethyl silsequioxane) (PPSQ)의 유무기 복합 전해 질막을 제조하여 이온전도도와 메탄을 투과 특성을 조사하였다 클로로트리메틸실란과 클로로설폰산의 반응 몰비와 반응시간를 변화시켜 설폰화도가 $37\~75\%$인 SPSF를 합성하였다. SPSF/PPSQ복합 전해막은 SPSF와 PPSQ를 DMF에 용해하여 캐스팅하는 방법으로 제조하였다 이 복합 전해질막의 수소 이온 전도도는 상온에서 $2.8\times10^{-3}\~4.9\times10^{-2}S/cm$이었으며 설폰화도가 증가할수록 전도도는 증가하였다. 제조된 설폰화된 폴리설폰 복합 전해질막의 메탄을 투과도는 이온전도도와 설폰화도에 비례하여 증가하였으며, PPSQ의 함량이 커질수록 메탄을 투과도가 비례적으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 약 $5wt\%$ PPSO론 포함한 복합 전해질막의 이온전도도 및 메탄을 투과도는 SPSF에 비교하여 거의 동일하지만 함수율을 크게 감소시키는데 효과적이었다.

Separation of Hydrogen-Nitrogen Gas Mixture by PTMSP-Silica-PEI Composite Membranes

  • Lee, Hyun-Kyung;Kang, Tae-Beom
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 2004년도 Proceedings of the second conference of aseanian membrane society
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    • pp.144-147
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    • 2004
  • Organosilicon polymers have long paid attention as functional polymers [1,2]. Among others, poly- (1-trimethylsilyl-1-propyne) [PTMSP] is a polymer, which forms a gas separating membrane with extraordinary high gas permeability. In particular, composite membranes that constituted two different matrices (inorganic and organic) have been recently developed in order to improve the permeation characteristics.(omitted)

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고분자 전해질 연료전지에서 탄소복합 기체확산층의 제조와 특성분석 (Preparation and Characterization for Carbon Composite Gas Diffusion Layer on Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells)

  • 심중표;한춘수;선호정;박경세;이지정;이홍기
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제23권1호
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    • pp.34-42
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    • 2012
  • Gas diffusion layers (GDLs) of carbon composite type in polymer electrolyte fuel cells were prepared by simple and cheap manufacturing process. To obtain the carbon composite GDLs, carbon black with polymer binder was mixed in solvent, rolled to make sheet, and finally heat-treated at $340^{\circ}C$. The performance of fuel cell using composite GDLs was changed by PTFE content. The physical properties of composite GDLs for pore, conductivity and air permeability were analyzed to compare with the variation of fuel cell performance. The conductivity of composite GDLs was very similar to carbon paper as commercial GDL but pore properties and air flux were considerably different. The porosity, PTFE content and conductivity for composite GDLs did not have an influence on the cell performance much. The increase of pore diameter and air flux led to enhance cell performance.

Clay를 함유한 Polysulfone 나노섬유 복합막의 제조 및 물리적 특성 연구 (Mechanical Property of Clay-polymer Nanofiber Composite Membrane)

  • 박예지;윤재한;변홍식
    • 멤브레인
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    • 제27권3호
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    • pp.284-289
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    • 2017
  • 본 연구에서는 복합막의 물성향상을 위해 clay를 도입한 polysulfone 나노섬유 복합막을 제조하였다. Polysulfone/clay 복합막은 clay가 들어간 N,N-dimethyl acetamide와 acetone 혼합용매에 polysulfone을 첨가한 후 전기방사법을 이용하여 제조하였으며, 제조된 나노섬유 복합막은 적층수를 변화해 기공크기를 조절한 후 사용하였다. 전반적인 분리막의 특성은 SEM, contact angle, 기공특성, tensile strength, water flux 분석을 사용하여 고찰하였다. 특히 SEM image로 clay의 도입을 확인하였으며 contact angle 측정을 통해 표면이 개질된 결과를 확인할 수 있었다. 그리고 clay의 도입량에 따른 복합막의 기계적 물성을 확인하였다. 따라서 본 연구에서 제조된 분리막은 수처리용 분리막으로 충분히 활용 가능할 것으로 판단된다.

폴리아마이드계 복합막을 이용한 염료 폐수 처리 공정 분리막 세척 조건 연구 (Study on the Membrane Cleaning-in-place (CIP) Conditions for the Dye Wastewater Treatment Process Using Polyamide Composite Membranes)

  • 제갈종건;이용환;황정은;정재윤
    • 멤브레인
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    • 제18권1호
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    • pp.94-102
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    • 2008
  • 염색폐수처리를 위하여 피페라진, 메타페닐렌디아미, 트리메소일 클로라이드를 이용하여 계면중합법으로 폴리아마이드계 나노분리막과 폴리아마이드계 역삼투막을 제조하였으며, 이들을 오스모닉스사로부터 구입한 역삼투막의 투과특성과 비교하였다. 이들의 기본 분리투과특성 조사를 위하여 PEG 600, $Na_2SO_4$, NaCl 수용액을 이용하였으며, 제조된 분리막들은 전형적인 나노복합막과 저압용 역삼투막의 특성을 나타내었다. 제조된 이들 분리막들을 이용하여 국내 염료 제조업체인 (주)경인양행으로부터 공급된 실제 염색폐수를 처리하였으며, 이때 이들의 분리투과특성을 살펴보았다. 또한 분리막을 이용한 폐수처리 시 발생되는 분리막 오염을 제거하기 위하여 일정시간마다 CIP를 실시하였다. 이때 3종류의 서로 다른 화학세정제를 사용하였으며, 이들의 세척성능을 살펴보았다.

Fouling resistant membrane tailored by polyethylene glycol in oxidative environment for desalination

  • Kavaiya, Ashish R.;Raval, Hiren D.
    • Membrane and Water Treatment
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    • 제10권5호
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    • pp.381-385
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    • 2019
  • Surface modification is very efficient and scalable approach to achieve improved membrane performance. We treated Reverse Osmosis Thin Film Composite (TFC RO) membrane with various concentrations of Polyethylene Glycol (PEG), a hydrophilic polymer after activation with sodium hypochlorite. This treatment resulted in an increment of the water flux by 43% and the salt rejection by 2.36% for the 3000 mg/l PEG-treated membrane. Further, these PEG-treated membranes were exposed to a mixture of 3000 mg/l PEG and 1000 mg/l sodium hypochlorite for 1 hour. Further modification of this membrane by PEG and sodium hypochlorite mixture increased the water permeance up to 133% when compared with the virgin TFC RO membrane. We characterized the treated membranes to understand the changes in wettability by contact angle analysis, changes in surface morphology and roughness by scanning electron microscope (SEM) and atomic force microscope (AFM) analysis.

분리막 하우징용 복합소재의 연구개발 동향 (Development Trend of Composite Materials for Membrane Hosuing)

  • 김득주;남상용
    • 멤브레인
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    • 제26권1호
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    • pp.14-25
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    • 2016
  • 분리막 시스템은 기존의 분리공정과 비교하여 우수한 효율과 낮은 가격으로 인하여 빠르게 성장하고 있다. 분리막 공정은 분리막, 모듈, 그리고 기계적 요소로 구성되어 있으며 향상된 효율을 얻기 위하여 분리막 공정에 사용되는 소재의 요구사항 또한 증가가 되고 있다. 분리막 모듈은 분리막 시스템의 핵심 요소 중 하나로써 최근 들어 복합 소재들이 스테인레스강 모듈과 비교하여 우수한 물성과 낮은 가격으로 인해 분리막 하우징에 적용되어 왔다. 본 리뷰에서는 다양한 종류의 유리섬유와 이를 이용한 복합소재들에 대하여 정리하였으며 분리막 시스템에 적용을 위한 잠재성에 대하여 논의하였다.