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본 연구에서는 연료전지용 전해질 복합체용 지지체 막을 저가의 우수한 기계적 열적 안정성을 가지는 Polysulfone으로 상전이 법을 이용하여 제조하였다. 제조된 막을 이용하여 농도변화와 노출시간의 변화에 따른 열 수축율, 통기도, 모폴로지, 기계적 물성 및 다공도를 측정하였다. 모폴로지를 조절하기 위해 공기 중 노출 시간과 고분자 농도가 제어되었으며, 제조된 막은 고분자 농도 변화에 관계없이 모두 스폰지 구조를 나타내었다. 고분자의 농도가 증가함에 따라 기계적 열적 안정성은 증가하였지만, 다공도는 감소하는 결과를 보였다. 실험결과 20 wt%의 PSf 고분자 용액을 사용하여 2분의 노출시간을 두고 제조된 고분자 막에서 연료전지용 복합막으로 사용되기 위한 충분한 다공도(80%)와 기계적(tensile : 1.3 MPa), 열적(MD, TD shrinkgage < 1%) 안정성을 나타내었다.
In this study, polysulfone which has excellent mechanical and thermal stability with low cost was used for preparing a non-conducting polymer matrix as a reinforced composite membrane for fuel cell application. The membranes were prepared by phase separation method. Polymer concentration and retention time were controlled to investigate the effects on the membrane morphology. The resaltant membranes showed all sponge-like structure independent of polymer concentration. The mechanical and thermal stability were improved with increasing polymer concentration in contrast to the membrane porosity. As a result, the membranes prepared with the retention time for 2 mins using 20 wt% of polymer solution was suitable for a fuel cell compositite membrane providing optimum properties such as approximately 80% of high porosity, 1.3 MPa of tensile strength, and less than 1% of thermal shrinkage both machine and transverse direction.
