• 멤브레인
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• 제13권3호
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• pp.143-153
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• 2003

본 연구에서는 양이온교환막 표면에 형성된 바이폴라 계면이 물분해 현상에 미치는 영향을 조사하였다. 실험결과, 전기투석 중 막표면에 형성된 고정화된 바이폴라 계면이 심각한 물분해를 유발함을 알 수 있었다. 특히, 고정화된 바이폴라 계면은 다가 양이온이 전해질로 이용되는 전기투석 시스템에서 양이온교환막 표면에 쉽게 형성됨을 알 수 있었다. 낮은 용해도적 상수를 갖는 다가 양이온들은 급격한 물분해를 유발하였는데 이는 이들이 막표면에서 쉽게 수산화물의 형태로 침적되며 따라서 수소-친화 그룹과 수산화-친화 그룹으로 구성된 바이폴라 계면이 막-용액 계면에 형성됨을 알 수 있었다. 따라서 물분해는 막 표면의 금속수산화물 층과 막의 고정전하 그룹간에 발생되는 강한 전기장에 의해 크게 활성화됨을 알수 있다. 또한 이와 유사하게 분자량이 큰 유기 상대이온들이 막표면에 누적되는 경우에도 고정화된 바이폴라 계면이 형성되어 한계전류밀도 이상에서 심각한 물분해를 유발하였다. 따라서 전기투석의 고전류 운전시 효율 향상을 위해서는 막표면에 유발되는 고정화된 바이폴라 계면의 형성을 억제하는 것이 매우 중요함을 알 수 있다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.40-48
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• 2005

Until recently, only perfluorinated ionomer membrane such as Nation and Aciflex practically could be successfully used in water splitting. However, these membrane are limited by high cost and loss of membrane performance such as proton conductivity at elevated temperature above 80$^{\circ}C$. The sulfonated aromatic polymers such as PEEK and PSf, polyimides, and polybenzimidazoles are expected to have lower production cost as well as satisfactory chemical and electrochemical properties. HPAs and sulfonated polymers could have a significant influence on water electrolysis performance at elevated temperatures above 80$^{\circ}C$, but these phenomena have received relatively little attention until now. Therefore, it would be desirable to investigate the interrelation between the HPA and sulfonated polymer, such as SPEEK. The SPEEK membrane were prepared by the sulfonation of PEEK, and HPA was blended with SPEEK to increase the mechanical strength and electrochemical characteristics. As a results, electrochemical characteristics such as proton conductivity and ion exchange capacity were improved with the addion of 0.5 g HPA. And the properties of polymer electrolyte, SPEEK/HPA were better than Nation membrane at elevated temperature above 80$^{\circ}C$.