| 규모화 생산 가능 고성능 양극성 막 개발 | ||
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  중국과학기술대학교 Xu Tong-wen(徐銅文), Wu Liang(吳亮) 연구팀은 원위치 성장(In situ growth) 방법을 이용하여 우수한 안정성 및 산염기 가수분해 생성 능력을 보유한 저비용 고성능 양극성 막(Bipolar membrane)을 개발했다. 해당 성과는 "Nature Communications"에 온라인으로 게재되었다. 중국의 양극성 막 제품은 아직 시생산 단계에 있으며 대규모 산업화는 여전히 두 가지 어려움이 있다. 첫째는 음극 및 양극 막층은 팽창 계수가 다르기 때문에 사용 과정에서 쉽게 박리되고, 둘째는 양극성 막은 주로 소분자 또는 전이금속이온을 중간층 촉매제로 사용하는 데 사용 과정에서 촉매제가 쉽게 누출되어 무효화 된다. 연구팀은 폴리페닐렌옥시드(Polyphenylene oxide) 기반 음극 및 양극 막층을 개발하여 두개 층 재료의 팽창 계수가 다른 문제점을 해결했다. 두 번째 문제점 해결을 위해 친수성 고분자, 젤라틴, 초분기 고분자, 애터펄자이트(Attapulgite) 등 고정된 전이금속이온으로 구성된 일련의 중간 촉매층 구조를 개발하였으나 규모화 제조 시 양극성 막의 가수분해 압력 강하가 높고 촉매층의 안정성이 장기적인 산업화 수요를 충족시킬 수 없었다. 양극성 막의 가수분해 효율과 중간층의 안정성을 심층 향상시키기 위해 연구팀은 원위치 성장 방법을 채택했다. 아닐린 분자 조절을 통해 염기성 산화철입자를 음극 및 양극 막층 계면에서 원위치 고정, 중합 성장 및 캡슐화함으로써 안정적인 가수분해 중간층을 구축하여 양극성 막을 제조했다. 테스트 결과, 해당 양극성 막은 가수분해 시동 전압이 매우 낮고 우수한 안정성과 산염기 가수분해생성 능력을 나타냈다. 이를 기반으로 연구팀은 자체 지식재산권을 보유한 고성능 양극성 막 재료 및 주조(Casting)+촉매층 스프레이 코팅의 원타임 몰딩 제조 기술을 개발하여 현재 파일럿 생산 라인을 구축하였고 대규모 생산 라인을 구축 중이다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2021-01/07/content_460638.htm?div=-1 |
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