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수전해는 물을 전기분해하여 수소를 생산하는 방법으로, 재생에너지와 연계할 경우 이산화탄소 배출이 없는 청정 수소생산이 가능하다. 수전해 기술 중, 알칼라인 수전해와 음이온교환막 수전해는 알칼라인 환경에서 구동되어 저렴한 비귀 금속 전극 사용이 가능하여, 재생에너지를 연계한 대용량 수소생산에 적합한 기술로 평가받는다. 수전해 시스템에서 분리막 은 안정성과 효율성을 담당하는 핵심부품으로, 안정적이고 효율적인 수소생산을 위하여 높은 기체차단성과 높은 이온전달능 을 필요로 한다. 수전해에 사용되는 분리막은 구조 및 특성에 따라 다공막, 이온솔베이팅 분리막, 박막 복합 분리막, 음이온교 환막으로 분류되고, 각각의 분리막은 구조 및 특성이 상이하여 각각의 특성을 보완하는 방향으로 연구가 진행되고 있다. 본 총설에서는 알칼라인 수전해 및 음이온교환막 수전해에 사용되는 분리막들의 구조 및 특성과 연구 현황에 대해 소개하고자 한다.
Water electrolysis (WE) is a method to produce hydrogen (H2) from water. When renewable energy is utilized as a source of electrical power, it is possible to produce green H2 with zero carbon dioxide emissions. Among various WE technologies, alkaline WE (AWE) and anion exchange membrane (AEM) WE (AEMWE) are considered suitable for large-scale green H2 production because they can use non-precious metal electrodes in an alkaline environment. A membrane is a key component responsible for the stability and efficiency of the WE system. The low gas permeability and high ion conductivity of the membrane are required for safe and efficient H2 production. The membranes are classified into porous diaphragms, ion-solvating membranes, thin-film composite membranes, and anion exchange membranes based on their structure and characteristics. Current research is focused on enhancing the properties of the membranes with varying structural and chemical characteristics. This paper provides a comprehensive review on recent advancements in the membranes used in AWE and AEMWE along with their structures and properties.
Abstract
1. 서 론
2. 알칼라인 수전해와 음이온교환막 수전해
3. 다공막
3.1. 다공막 구조와 특성
3.2. 다공막 소재
3.3. 다공막 연구현황
4. 이온솔베이팅 분리막
4.1. 이온솔베이팅 분리막 구조와 특성
4.2. 이온솔베이팅 분리막 소재 및 연구현황
5. 박막 복합 분리막
5.1. 박막 복합 분리막 구조와 특성
5.2. 박막 복합 분리막 연구현황
6. 음이온교환막
6.1. 음이온교환막 구조와 특성
6.2. 음이온교환막 소재
6.3. 음이온교환막 연구현황
7. 결 론
감 사
Reference
