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연료전지용 음이온교환막에서 그래핀 유도체의 역할: 최근 동향 KCI 등재

Role of Graphene Derivatives in Anion Exchange Membrane for Fuel Cell: Recent Trends

  • 언어ENG
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/418574
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멤브레인 (Membrane Journal)
한국막학회 (The Membrane Society Of Korea)
초록

다양한 장치에 대한 광범위한 의존으로 에너지는 현대 생활에서 중요한 역할을 하고 있다. 전통적인 에너지원은 많은 환경 및 건강 문제를 안고 있어, 환경과 건강에 미치는 영향을 최소화하면서 에너지 수요를 충족할 수 있는 대체 가능 한 에너지원이 시급히 필요하다. 이러한 관점에서 연료전지, 특히 음이온 교환막 연료전지는 고가의 촉매를 사용하지 않는 빠 른 반응속도, 컴팩트한 디자인, 수소 이외의 연료 선택 가능성 및 보다 저렴한 연료의 사용이 가능한 특성으로 인하여 다른 연료전지에 비해 큰 주목을 받고 있다. 그럼에도 이온전도성이 높고 화학적, 기계적으로 안정적인 음이온 교환막의 개발이 부 진한 것이 주요 장애물이 되어 왔고, 그래핀 기반 고분자 복합막이 AEMFC용 전해질막으로 등장하게 되었다. 2D 구조, 높은 기계적 강도, 높은 내화학성 및 표면적과 같은 그래핀의 견고한 구조 및 물리적 특성은 음이온교환막의 성능 개선에 도움이 된다고 보고되고, 그래핀 및 그 유도체를 사용하는 전해질막의 연구가 중요하게 되었으나, 그래핀 재료의 높은 잠재력에도 지 나친 응집 경향으로 나타나는 문제점이 지적되고 있어 그래핀 유도체의 표면 개질은 응집을 완화하고 그래핀이 가지는 잠재 적 성능을 이끌어내는데 꼭 필요하다. 따라서 본 고에서는 그래핀과 유도체의 표면 개질과 연료 전지용 AEM 제조에서 그 역 할에 초점을 맞추어서 논의하고자 한다.

Energy plays a significant role in modern lifestyle because of our extensive reliance over energy-operating devices. Therefore, there is a need for alternative and green energy resources that can fulfill the energy demand. For this, fuel cell (FCs) especially anion exchange membrane fuel cells (AEMFCs) have gained tremendous attention over the other (FCs) due to their fast reaction kinetics without using noble catalyst and allow to use of cheaper polymers with high performance. But lack of highly conductive, chemically, and mechanically stable anion exchange membrane (AEM) still main obstacle to the development of high performance AEMFCs. Therefore, graphene-based polymer composite membranes came into the existence as AEMs for the FCs. The exceptional properties of the graphene help to improve the performance of AEMs. Still, there are lot of challenges in the graphene derivatives based AEMs because of their high tendency of agglomeration in polymer matrix which reduced their potential. To overcome this issue surface modification of graphene derivatives is necessary to restrict their agglomeration and conserved their potential features that can help to improve the performance of AEM. Therefore, this review focus on the surface modification of graphene derivatives and their role in the fabrication of AEMs for the FCs.

목차
요 약
Abstract
1. Introduction
2. Surface Modification of Graphene/GO/rGO
    2.1. Covalent modification
    2.2. Non-covalent modification
3. Graphene/GO/ rGO Based PolymersComposites for AEM for Fuel Cell
4. Direct Coating of Graphene/GO/ rGOover Polymer and CommerciallyAvailable AEM film
5. Direct use of Graphene/GO/rGO filmfor AEM
6. Conclusion and Future Prospectus ofGraphene Derivatives for AEMFCs
Acknowledgments
Reference
저자
  • 마노즈 카라코티(경상대학교 그린에너지융합연구소(RIGET)) | Manoj Karakoti (Research Institute for Green Energy Convergence Technology, Gyeongsang National University)
  • 남상용(경상대학교 그린에너지융합연구소(RIGET), 경상대학교 나노신소재융합공학과) | Sang Yong Nam (Research Institute for Green Energy Convergence Technology, Gyeongsang National University,Department of Materials Engineering and Convergence Technology, Gyeongsang National University) Corresponding author