Studies on the Preparation and Characterization of Poly(vinyl alcohol-co-styrenesulfonicacid)-Based Proton Exchange Membranes for Direct Methanol Fuel Cell

Q: 이 논문에서 정의한 PVA-co-SSA란 무엇인가?

필름 형성 능력이 우수하고 메탄올 투과도가 낮은 PVA와 양성자 전도도가 높은 PSSA의 장점을 결합하여 합성한 공중합체다. 이는 직접 메탄올 연료 전지의 양성자 교환막으로서 높은 전도성과 낮은 투과도를 동시에 확보하기 위해 설계된 핵심 고분자 물질이다.

Q: 글루타르알데히드 가교 농도가 양성자 교환막의 특성에 어떤 영향을 미치는가?

연구 결과, 가교제의 농도가 증가함에 따라 고분자 사슬 간의 결합이 강화되어 막의 기계적 강도와 화학적 안정성이 향상된다. 특히 가교 정도가 높아질수록 막의 팽윤 거동이 억제되어 메탄올 투과도를 효과적으로 낮추는 결과가 나타난다.

Rikarani R. Choudhury; Jaydevsinh M. Gohil

doi:10.7317/pk.2022.46.5.627

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자료유형: 학술저널

저자정보: Rikarani R. Choudhury (Central Institute of Petrochemicals Engineering & Technology (CIPET)) Jaydevsinh M. Gohil (Central Institute of Petrochemicals Engineering & Technology (CIPET))

저널정보: 한국고분자학회 폴리머 폴리머 제46권 제5호

발행연도: 2022.9

수록면: 627 - 639 (13page)

DOI: 10.7317/pk.2022.46.5.627

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Development of proton conducting membrane electrolyte is one of the most important research area within the domain of direct methanol fuel cells (DMFCs). This study reports the preparation of glutaraldehyde-crosslinked poly(vinyl alcohol-co-styrenesulfonic acid) proton exchange membrane (PEM) for DMFC. In order to understand the effect of the extent of crosslinking on the PEM properties, varying concentration of glutaraldehyde was used. Key properties of PEMs such as water uptake, swelling behavior, ion-exchange capacity, proton conductivity, and methanol permeability were thoroughly analyzed. PEM formed using 0.5 M glutaraldehyde solution resulted in a crosslinked PEM with the moderate properties, such as swelling, water uptake, proton conductivity and mechanical strength, along with the exhibition of high proton conductivity and lower methanol permeability compared to commercial Nafion-117. In addition, optimized PEM produced a peak power density of 58 W/㎡ at a current density of 300 A/㎡, when DMFC fed with 2 M methanol solution at 60 °C.

#poly(vinyl alcohol-co-styrenesulfonic acid) #glutaraldehyde #crosslinking #direct methanol fuel cell #proton exchange membrane #methanol permeability

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