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연구에서는 고분자전해질 연료전지(PEMFC)의 전해질막의 성능향상을 위하여 sulfonated graphene oxide (sGO)와 Nafion을 이용하여 복합막을 개발하였다. sGO/Nafion 복합막 안의 sGO의 균일한 분산을 위해 각기 다른 용매를 사 용한 sGO 분산액과 Nafion 현탁액을 혼합하여 복합막들을 제조하였다. 제조된 복합막들의 물성 및 전기화학적 특성을 평가 하기 위해 SEM, FT-IR, 이온 전도도, 이온 교환 용량, 함수율, 열안정성 등을 수행하였다. 연구 결과 ODB와 DMAc 혼합 용 매로 sGO를 분산하여 고분자 용액 내에서의 분산도를 향상시켰으며, 이 결과 11 wt%의 낮은 함수율에도 불구하고, 0.06 S cm-1의 기존 연구와 유사한 이온 전도도를 나타내었다.
In this study, the composite membranes prepared by sulfonated graphene oxide (sGO) and Nafion were developed as proton exchange membranes (PEMs) for polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs). The sGO/Nafion composite membranes were prepared by mixing Nafion solution with the sGO dispersed in a binary solvent system to improve dispersity of sGO. The composite membranes were investigated in terms of ionic conductivity, ion exchange capacity (IEC), FT-IR, TGA and SEM, etc. As a result, the binary solvent system, i.e., ortho-dichlorobenzene (ODB) and N,N-dimethylacetamide (DMAc), were used to obtain high dispersion of sGO particles in Nafion solution, and the ionic conductivity of the sGO/Nafion composite membrane showed 0.06 S cm-1 similar to other research results at lower water uptake, 11 wt%.
