![[화학공학] 연료전지 PEMFC의 효율 최적화 실험-1](http://images.happyhaksul.com/thumb/491/490767-0001.gif)
![[화학공학] 연료전지 PEMFC의 효율 최적화 실험-2](http://images.happyhaksul.com/thumb/491/490767-0002.gif)
![[화학공학] 연료전지 PEMFC의 효율 최적화 실험-3](http://images.happyhaksul.com/thumb/491/490767-0003.gif)
![[화학공학] 연료전지 PEMFC의 효율 최적화 실험-4](http://images.happyhaksul.com/thumb/491/490767-0004.gif)
![[화학공학] 연료전지 PEMFC의 효율 최적화 실험-5](http://images.happyhaksul.com/thumb/491/490767-0005.gif)
![[화학공학] 연료전지 PEMFC의 효율 최적화 실험-6](http://images.happyhaksul.com/thumb/491/490767-0006.gif)
![[화학공학] 연료전지 PEMFC의 효율 최적화 실험-7](http://images.happyhaksul.com/thumb/491/490767-0007.gif)
![[화학공학] 연료전지 PEMFC의 효율 최적화 실험-8](http://images.happyhaksul.com/thumb/491/490767-0008.gif)
![[화학공학] 연료전지 PEMFC의 효율 최적화 실험-9](http://images.happyhaksul.com/thumb/491/490767-0009.gif)
![[화학공학] 연료전지 PEMFC의 효율 최적화 실험-10](http://images.happyhaksul.com/thumb/491/490767-0010.gif)
![[화학공학] 연료전지 PEMFC의 효율 최적화 실험-11](http://images.happyhaksul.com/thumb/491/490767-0011.gif)
분야
hwp2. Theory
3. Procedure
4. Data & Results
Nafion®은 Dupont사의 화학산업 제품으로, 연료전지의 이온교환막으로 사용된다. 불소계 양이온 교환막 (Membrane)으로, 특수한 불소 화합물을 원료로 하여 여러 단계의 복잡한 공정을 거쳐 만들어진 테플론과 같은 주쇄 골격에 슬폰화 에테르 결합으로 된 화학구조를 가지고 있다. 특히 이 불화탄소의 골격의 영향으로 강산이나 산화제에 대한 강한 내성을 지니며, 슬폰산기 (-SO3H)를 통해서 높은 수준의 양성자 전도가 가능하다.
Nafion®의 구조는 다음과 같다.
이온전도를 가능하게 하는 황산기를 포함하는 구조를 지니고 있기 때문에 ionomer라고 하기도 한다. ionomer는 SO3-와 H+이온의 강력한 이온결합에 의해 소수성 고분자 구조 안에 형성된 cluster를 가지고 있다. 이런 cluster는 소수성의 PTFE 주쇄안에 친수성 통로를 형성한다. 친수성 cluster에 의해 이온교환막 안으로 흡착된 수분에 의해 황산기에서 수소이온이 해리되고 해리된 수소이온은 매질인 수분을 따라 자유롭게 이동할 수 있게 된다. 고분자 무게의 20% 이상이 수화된 상태에서 높은 수소이온전도도를 나타내며 ( ~ 0.1S/cm at 25℃), 기계적물성, 내화학성 및 전기화학적 안정이 높다는 장점이 있어 단일 고분자 수지로는 가장 안정적인 전지성능을 보이고 있다.
그러나 Nafion®을 이용하여 제작한 전해질 막이 아직 완벽하다고는 할 수 없다. Nafion®은 연료의 침투 현상 (crossover)이 심하며, 이 때문에 연료 이용 효율이 저하된다. 뿐만 아니라 화학적 합선 반응에 의해 음극 전위 또한 크게 저하된다. 뿐만 아니라 Nafion®과 귀
