본 연구에서는 Na2SO4 폐수 처리를 위한 바이폴라막 전기투석(bipolar membrane electrodialysis, BPED)에 적용하 기 위한 sulfonated poly(phenylence oxide) (SPPO) 기반 강화 양이온교환막(cation-exchange membrane, CEM)을 제조하고 그 성능을 평가하였다. 특히, 다양한 open area, opening size, 두께를 가지는 직조형 지지체를 사용하여, 지지체가 강화막의 물리 적 및 전기화학적 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 실험 결과, open area와 opening size가 증가할수록 이오노머의 충진율 이 증가하고 이온 전도 경로가 개선되어 막의 전기적 저항이 감소하고 함수율은 증가하는 경향성을 나타내었다. 한편, OH- 이온은 함수율이 높은 조건에서 막을 통해 더 쉽게 투과하였으며, SO4 2‒ 이온은 지지체의 특성과는 상관없이 전반적으로 낮 은 투과도를 나타내었다. 또한 제조막의 특성과 산/알칼리 조건에서의 내화학성을 종합적으로 고려한 결과, polypropylene (PP)이 가장 적합한 보강재 소재로 판단되었으며, 이를 활용하여 제조한 강화막은 상용막 대비 우수한 인장강도와 구조적 안 정성을 나타내었다. 개발된 강화 CEM을 BPED에 적용한 결과, 상용막 대비 막을 통한 SO4 2‒ 누출이 현저히 억제되어 산/염 기 순도, 전류 효율, 및 에너지 효율이 향상됨을 확인할 수 있었다.

본 연구는 1M Li2SO4 및 1M Na2SO4 수용액에서 CoSe 나노 입자의 전기 화학적 성능을 조사 하였다. CoSe 나노 입자의 전기 화학적 효율은 1M Na2SO4 전해질에서 더 높은 비정전 용량을 보여주는 결 과를 얻었고 이것은 주로 1M Na2SO4 용액의 벌크 전해질에서 수화 된 이온의 빠른 이동과 활물질에 의해 제공되는 낮은 전기 화학적 임피던스가 원인이라 사료된다. 또한, 순환 전압 전류법 안정성 실험에서 25 mV s-1의 스캔 속도로 1000 회 연속 순환 전압 전류 측정주기 후에도 각각 1M Na2SO4 및 1M Li2SO4에서 약 92 % 및 89 %의 특정 정전 용량의 유지를 보여주었다. 이 연구는 새로운 하이브리드 슈퍼 커패시터를 개발하기 위한 기초 데이터를 제공하며 비대칭 슈퍼 커패시터의 양극으로 사용될 수 있음을 시사한다.