인천대학교 과학영재교육원

Incheon Science Elite Program

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화학교실

인천과학영재교육센터

중등 사사과정 지도 개요
제 목	알칼리 연료전지용 음이온 교환막(AEM) 고분자 소재의 개발
지도교수	성 명	김태현	직 위	교수
	소 속	화학과	전 공	유기 및 고분자화학
탐구분야	연료전지용 고분자 개발		학년도	2020학년도
탐구 개요
1. 탐구 필요성 - 연료전지는 촉매 층에서 화학반응을 이용하여 전기에너지를 발생시키는 장치로 부산물이 H2O라는 점에서 친환경적이라는 특징을 가지고 있다. - 주로 연구되었던 양이온 교환막 연료전지(PEMFC)에서 사용되는 Pt촉매의 가격과 CO피독 으로 인한 반응성 저하 등의 문제를 보완하기 위한 이온 교환막이 연구되고 있다.
2. 탐구 목적 - 가격이 비싼 Pt촉매 대신 높은 pH에서 사용할 수 있는 비귀금속 촉매를 이용하여 염기성 조건에서 OH-이온을 전도하는 음이온 교환막 기반의 알칼리 연료전지(AEMFC)용 교환막을 합성한다. - 가교를 통해 높은 알칼리 안정성과 이온 전도도를 갖는 음이온 교환막을 합성한다.
3. 탐구 내용 - 알칼리 연료전지(AEMFC)용 음이온 교환막이 OH-이온을 전도하여 전기에너지를 만들어낼 때 교환막에서 일어나는 반응을 통해 연료전지의 원리를 이해한다. - 고분자의 합성 및 분석 그리고 제막과 함께 음이온 교환막의 주요 특성을 측정하고 분석한다.
4. 탐구 방법 - 음이온 교환막용 고분자를 합성하여 만든 음이온 교환막의 물리·화학적 성질을 측정한다. - 말단가교 방법을 적용하여 합성한 고분자로 만든 음이온 교환막의 물리·화학적 성질을 측정한다. - 가교를 통한 고분자 막이 어떠한 특성 변화를 나타내는지 확인한다.
5. 기대 효과 - 본 연구를 통해 개발된 음이온 교환막을 이용하면 낮은 가격으로 높은 알칼리 안정성과 이온 전도도를 갖는 음이온 교환막 연료전지(AEMFC)를 만드는 데 기여할 수 있을 것이다.