내 신청현황
종류	모집공고명	진행상태
신청내용이 없습니다.

첨단기술정보

home
알림마당
과학기술정보분석
첨단기술정보

PEMFC용 퍼플루오로슬폰산막의 기계적 특성 개선을 위한 물리적 및 화학적 변성 방법

전문가 제언: ○ PEMFC는 다른 연료전지에 비해 여러 가지 장점을 갖고 있다. 에너지 효율이 높고, 상대적으로 낮은 온도에서 작동되며, 전해질이 고체여서 안전성이 높은 것이 대표적 장점이다. 이로 인해 수송용, 거치용 및 이동용의 상관없이 모든 용도의 전원으로 기대를 받고 있다. 이 모든 장점과 기대는 얇은 고분자 막을 전해질로 사용하는 데서 비롯한다.

○ 현재 상용화 된 고분자막은 과불소계 고분자(PFSA, 일명 Nafion)막이 대세다. PFSA가 높은 수소이온 전도성과 우수한 화학적 안정성을 보이고 있어서 현재 가장 선호되고 있지만 높은 가격과 고온에서의 급격한 함수율의 저하, 이에 따른 이온전도도 감소, 낮은 유리전이온도 등 세부적인 특성에서는 단점도 있다.

○ 고가격의 PFSA의 대안으로 가격이 싼 탄화수소계열의 고분자를 술폰화한 PEM도 연구되고 있다. 그러나 탄화수소계의 고분자 주사슬은 소수성이 약해 술폰산기의 산성도가 약하다. 이것은 결과적으로 수소이온 전도성을 낮게 하고 고분자막의 화학적 및 기계적 안정성도 취약하게 한다. 이러한 단점들을 극복하기 위해 다양한 연구가 진행되고 있지만 아직 PFSA의 대안은 아니다.

○ PFSA의 박막화 시도는 가격인하의 효과와 함께 전도도 상승과 물전달 용이성 등의 장점이 있다. 그러나 박막화는 기계적 특성뿐만 아니라 함수성 및 열특성도 악화시키는 또 다른 문제를 수반한다. 본 총설은 이러한 PFSA의 박막화가 가져온 여러 가지 문제들, 특히 기계적 특성의 강화를 위주로 한 다양한 방법들이 소개되고 있으나 앞으로의 전망을 명확히 제시하지 못하고 있다.

○ 우리나라도 2015년 세계 1위권 연료전지 강국의 실현을 목표로 핵심 부품·소재 국산화 연구에 박차를 가하고 있다. 연료전지의 강국 실현은 기술력과 가격 경쟁력이므로 외국의 독과점적인 PFSA의 수식 방식보다는 보다 원천적인 고분자막의 개발에 중점을 두어야 할 것으로 본다. 그 중의 하나가 탄화수소계 고분자막이 아닐까 생각한다.

저자: Surya Subianto, Monica Pica, Mario Casciola, Paula Cojocaru, Luca Merlo, Graham Hards, Deborah J. Jones
자료유형: 학술정보