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본 연구에서는 음이온 교환막 수전해 시스템에 적용가능성을 확인하고자 상용 음이온 교환막인 FAA-3-50, Neosepta-ASE, Sustainion grade T, Fujifilm type 10의 관련 물성을 평가하였다. 음이온교환막을 이용하는 특성상 음이온교환 기의 확인을 위하여 SEM/EDX를 이용하여 상용막의 모폴로지와 표면의 원소를 분석하여 상용막이 포함하고 있는 작용기의 분포를 확인하였다. 또한, UTM과 TGA를 이용하여 기계적 강도 및 열분해온도를 측정하여 수전해의 구동조건을 만족하는지 확인하였다. 음이온 교환막으로서의 성능을 파악하기 위하여 중요한 특성인 이온교환용량과 이온전도도를 측정하였으며, 알 칼리 환경에서 구동되기 때문에 각각의 상용막의 내알칼리성을 확인하기 위한 내구성 테스트를 진행하여 비교하였다. 최종적 으로 막-전극 접합체를 제조하여 수전해 single cell test를 진행하여 60°C, 70°C, 80°C의 온도 조건에서 cell 성능을 확인하였 고 장기 cell test로 다른 온도에서 20 cycle 측정하여 수전해 성능을 비교하여 상용막의 음이온 교환막 수전해에 적용가능성 을 비교하여 확인하였다.
In this study, we sought to verify the applicability of anion exchange membrane water electrolysis system using FAA-3-50, Neosepta-ASE, Sustainion grade T, and Fujifilm type 10, which are commercial anion exchange membranes. The morphology of the commercial membranes and the elements on the surface were analyzed using SEM/EDX to confirm the distribution of functional groups included in the commercial membranes. In addition, mechanical strength and decomposition temperature were measured using UTM and TGA to check whether the driving conditions of the water electrolyte were satisfied. The ion exchange capacity and ion conductivity were measured to understand the performance of anion exchange membranes, and the alkaline resistance of each commercial membrane was checked and durability test was performed because they were driven in an alkaline environment. Finally, a membrane-electrode assembly was manufactured and a water electrolysis single cell test was performed to confirm cell performance at 60°C, 70°C, and 80°C. The long-term cell test was measured 20 cycles at other temperatures to compare water electrolysis performance.
Abstract
1. 서 론
2. 실 험
2.1. 재료
2.2. 특성평가
2.3. 수전해 특성평가
3. 실험결과 및 고찰
3.1. 상용막의 모폴로지 분석
3.2. 열적 특성 및 기계적 특성 평가
3.3. 이온교환용량, 팽윤도, 수분함수율
3.4. 이온전도도, 내알칼리성
4. 결 론
감 사
Reference
