본 연구에서는 양이온교환막 표면에 형성된 바이폴라 계면이 물분해 현상에 미치는 영향을 조사하였다. 실험결과, 전기투석 중 막표면에 형성된 고정화된 바이폴라 계면이 심각한 물분해를 유발함을 알 수 있었다. 특히, 고정화된 바이폴라 계면은 다가 양이온이 전해질로 이용되는 전기투석 시스템에서 양이온교환막 표면에 쉽게 형성됨을 알 수 있었다. 낮은 용해도적 상수를 갖는 다가 양이온들은 급격한 물분해를 유발하였는데 이는 이들이 막표면에서 쉽게 수산화물의 형태로 침적되며 따라서 수소-친화 그룹과 수산화-친화 그룹으로 구성된 바이폴라 계면이 막-용액 계면에 형성됨을 알 수 있었다. 따라서 물분해는 막 표면의 금속수산화물 층과 막의 고정전하 그룹간에 발생되는 강한 전기장에 의해 크게 활성화됨을 알수 있다. 또한 이와 유사하게 분자량이 큰 유기 상대이온들이 막표면에 누적되는 경우에도 고정화된 바이폴라 계면이 형성되어 한계전류밀도 이상에서 심각한 물분해를 유발하였다. 따라서 전기투석의 고전류 운전시 효율 향상을 위해서는 막표면에 유발되는 고정화된 바이폴라 계면의 형성을 억제하는 것이 매우 중요함을 알 수 있다.

피리디니움 (pyridunium) 그룹을 포함한 음이온교환막의 제조 및 전기화학적 특성 평가를 수행하였다. 실험 결과, 제조된 피리디니움 음이온교환막은 상용막과 대등한 전기저항 (3.0 Xicm2>, in 0.5 mol dm-3 NaCl) 및 높은 이온선택도 (Cl- 이온수송수 약 0.97)의 우수한 전기화학적 특성을 나타내었다. 또한 피리니디움 그룹을 함유한 음이온교환막에서의 물분해는 상용막 (AM-1, Tokuyama Corp., Japan)에 비해 동일한 전류밀도 하에서 약 100배 내지 1000배 가량 낮게 측정되었는데 이는 4차 아로마틱 피리디니움 그룹의 공명효과 (resonance effect)가 이온교환기의 분자구조적 안정성에 영향을 미쳤기 때문으로 사료되었다. 또한 피리디니움 음이온교환막의 전기투석 특성이 semi-pilot 스케일에서 평가되었다.