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이온성 액체와 혼합을 통한 나피온 특성 향상 KCI 등재
Improving Property of Nafion Membrane by Compositing with Ionic Liquid
나피온은 연료 전지용 고분자 전해질막(polymer electrode membrane, PEM)으로서 가장 실용적인 막 중 하나로 꾸준히 부상해 왔다. 그러나 나피온 막은 높은 온도에서의 낮은 전도도와 기체 분자에 대한 물리적 장벽과 같은 몇 가지 문 제를 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 이온성 액체(ionic liquid, IL)와 결합하여 전도도와 반응 속도를 향상시킬 수 있는 방안이 제시되고 있다. 나피온 막을 IL, 특히 IL-나피온 막의 다양한 종류와 구성으로 도핑한 결과, 1-butyl-3-methylimidazolium (BMI+)과 1-butyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate (BMIMOTf)와 같은 IL이 일반적으로 사용되는 나피온 115 및 나피온 117 막과 비교했을 때 이온 전도도, 열적 안정성 및 수분 흡수 특성을 향상시킬 수 있다는 것이 밝혀 졌다. 본 리뷰에서는 이러한 효과와 나피온 막 매트릭스 내 이온성 액체의 변화로 인해 어떻게 발생하는지에 대해 논의하고 자 한다.
Nafion has consistently emerged as one of the most practical membranes for fuel cells, particularly as the cell's polymer electrode membrane (PEM). However, Nafion membranes suffer a few issues, such as lower conductivity at higher temperatures and physical barriers to gas molecules. To remedy such problems, we can composite them with ionic liquids (ILs) to improve conductivity and reaction rates. Doping Nafion membranes with ILs, particularly the different types and compositions of IL-Nafion membranes, it was found that ILs such as 1-butyl-3-methylimidazolium (BMI+) and 1-butyl- 3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate (BMIMOTf) can lead to improved ionic conductivity, thermal stability and water sorption properties, especially when compared to the commonly used Nafion 115 and Nafion 117 membranes. This review discusses these effects and how they are brought by changes in the ionic liquids within the Nafion membrane matrix.
Abstract
1. Introduction
2. Nafion Membrane
3. Trifluoromethanesulfonate Anion BasedIonic Liquid
4. Trifilate Based Ionic Liquid
5. Ionic Liquid Composite
6. Conclusion
Reference
