고분자 전해질 막 연료전지(polymer electrolyte membrane fuel cell, PEMFC)의 핵심 구성요소 중 하나인 고분자 전해질 막(polymer electrolyte membrane, PEM)은 수소이온을 애노드(anode)에서 캐소드(cathode)로 이동시키는 전해질의 역 할 및 연료의 투과를 막는 분리막으로서의 역할을 수행하며 PEMFC의 성능 및 효율을 결정짓는 핵심 소재이다. 현재 나피온 (Nafion®)으로 대표되는 과불소화계 전해질 막이 높은 수소이온 전도도 및 화학적 안정성으로 인해 상용화 되었지만, 높은 생 산비용과 구동 시 환경오염 물질이 배출된다는 문제점을 갖고 있다. 이를 대체할 PEM 소재로써 고분자의 구조 조절 및 개질 과정이 용이한 다양한 종류의 탄화수소계 고분자가 제시되고 있지만, 실제 PEMFC에 적용되기 위해서는 성능 및 내구 특성 을 개선해야 하는 과제가 남아있다. 이에 본 총설은 탄화수소계 PEM의 성능 및 내구 특성을 향상시키기 위해 1) 가교 구조 를 도입한 가교 막 개발, 2) 무기 첨가제 도입을 통한 유⋅무기 복합 막 개발 및 3) 다공성 지지체를 활용한 강화 복합 막을 개발하는 연구에 대해 살펴보고자 한다.

Polymer electrolyte membrane (PEM) serving as a separator that can prevent the permeation of unreacted fuels as well as an electrolyte that selectively transports protons from the anode to the cathode has been considered a key component of polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC). The perfluorinated sulfonic acid-based PEMs, represented by Nafion®, have been commercialized in PEMFC systems due to their high proton conductivity and chemical stability. Nevertheless, these PEMs have several inherent drawbacks including high manufacturing costs by the complex synthetic processes and environmental problems caused by producing the toxic gases. Although numerous studies are underway to address these drawbacks including the development of sulfonated hydrocarbon polymer-based PEMs (SHP-PEMs), which can easily control the polymer structures, further improvement of PEM performances and durability is necessary for practical PEMFC applications. Therefore, this study focused on the various strategies for the development of SHP-PEMs with outstanding performance and durability by 1) introducing cross-linked structures, 2) incorporating organic/inorganic composites, and 3) fabricating reinforced-composite membranes using porous substrates.

요 약
Abstract
1. 서 론
2. 탄화수소계 PEM의 물리화학적 안정성 향상방안
    2.1. 화학적/물리적 가교 구조가 도입된 가교 전해질막 개발
    2.2. 유/무기 복합소재를 활용한 복합 막 개발
    2.3. 다공성 지지체를 활용한 강화 복합 막 개발
3. 결 론
감 사
Reference

• 황인혁(경상국립대학교 나노신소재융합공학과) | Inhyeok Hwang (Department of Materials Engineering and Convergence Technology, Gyeongsang National University)
• 최다빈(경상국립대학교 나노⋅신소재공학부) | Davin Choi (Department of Materials Science and Engineering, Gyeongsang National University)
• 김기현(경상국립대학교 나노신소재융합공학과) | Kihyun Kim (Department of Materials Engineering and Convergence Technology, Gyeongsang National University) Corresponding author