1장에서는 PEMFC 분야의 과불화수지(PFSA)와 탄화수소막에 대해 설명하였다. 높은 산성도와 IEC를 가진 새로운 모노머로 만들어진 멤브레인은 PEM으로서 좋은 가치를 가지고 있습니다. 또한 리튬 이온 배터리 응용 분야에서 다양한 전해질 재료의 기본 및 성능에 대해 설명합니다. 넓은 포텐셜 윈도우와 높은 열 안정성을 가진 새로운 겔 폴리머 전해질은 리튬 배터리에 큰 잠재력을 가지고 있습니다.
2장에서 우리는 두 개의 열적 및 화학적으로 안정한 고분자 전해질을 합성했습니다. 폴리(2,5-디옥소-2,5-디히드로-1H-피롤-1-카르보닐)술파모일 플루오라이드-코-스티렌)(PDDPCSFS), 및 술폰화된 Pmax-1200(SPmax-1200). PDDPCSFS 및 SPmax-1200은 (70.50 및 75.44) mS/cm 양성자 전도도(s), (30 및 48) % 수분 흡수율(WU), (1.35 및 1.93) meq./g 이온 교환 용량(IEC) 값, 각각 80 ℃에서. 우리는 또한 PDDPCSFS와 SPmax-1200 폴리머를 다른 비율로 혼합하여 혼합 고분자 전해질을 준비했으며 혼합 고분자 전해질이 우수한 이온 전도 채널을 형성하여 모체 화합물에 비해 향상된 성능을 나타냄을 관찰했습니다. 블렌드 폴리머, 블렌드(9:1) 및 블렌드(8:2)는 80 % 상대 습도(RH), 기계적 및 화학적 안정성은 나피온 117보다 높거나 비슷합니다. 또한, 블렌드(9:1) 및 블렌드(8:2) 고분자 전해질을 사용한 연료 전지의 최대 전력 밀도는 약 ca. (0.55 및 0.59) W/cm²는 각각 상용 고분자 전해질을 사용하는 연료 전지의 전력 밀도에 매우 가깝습니다.
3장에서는 플루오로술포닐이미드산을 포함하는 새로운 단량체와 폴리머를 합성합니다. 폴리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트(PEGDMA)와 메타크릴아미드(MAA) 및 플루오로술포닐 이소시아네이트(FSO₂NCO)에 의해 합성되는 메타크릴로일 플루오로술포닐이미드(MAFSI)를 사용한 UV 경화 기술을 통해 일련의 고분자 전해질 막이 제조됩니다. MAFSI 단량체와 고분자 전해질(PMFP)은 성공적으로 합성되었으며 1H NMR 및 FT-IR로 구조를 확인했습니다. 멤브레인은 3.97~5.71 meq./g의 높은 IEC 값에도 불구하고 79.14~110.87 mS/cm의 높은 양성자 전도도, 8.74~28.57 %의 낮은 수분 흡수율, 6.5~30.8 %의 낮은 치수 팽창을 나타냅니다. 또한, 멤브레인은 최대 150 ℃의 온도에서 우수한 열 안정성을 나타내며 멤브레인의 표면 형태는 MAFSI와 에틸렌 글리콜 세그먼트 사이의 우수한 상 분리를 관찰했습니다.
4장에서는 플루오로술포닐이미드산을 포함하는 새로운 단량체와 고분자를 합성합니다. 폴리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트(PEGDMA)와 2-히드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA) 및 플루오로술포닐 이소시아네이트(FSO₂NCO)에 의해 합성되는 플루오로술포닐 메타크릴로일 우레탄(FSMU)을 사용한 UV 경화 기술을 통해 일련의 고분자 전해질 막이 제조됩니다. FSMU 단량체와 고분자 전해질(PFSPE)이 성공적으로 합성되었으며 1H NMR과 FT-IR을 통해 구조를 확인했습니다. 준비된 그대로의 PFSPE는 우수한 열 안정성(120 ℃까지 안정)을 나타냈고, PFSPE-2는 유사한 이온 전도도(80 ℃에서 2.26 x10-4 S/cm), 더 나은 계면 호환성을 나타냈습니다. 얻은 결과는 리튬 이온 배터리 개발을 위한 겔 폴리머 전해질을 통해 높은 이온 전도성과 좋은 상용성을 제공할 수 있습니다.
5장에서는 LIB에서 전해질과 전극 사이의 계면 접촉 문제를 해결하기 위해 AIBN을 개시제로 사용하여 제자리 라디칼 중합을 소개합니다. 여기에서, 우수한 열 안정성(120 ℃), 실온에서 1.37 x 10-4 S cm-1의 높은 이온 전도도를 나타내는 일련의 현장 폴리(플루오로술포닐우레탄) 기반 고분자 전해질(PFSED)이 합성됩니다. PFSED는 또한 넓은 전기화학적 창(>4.8V vs Li/Li+)과 조립된 LiFePO₄/PFSED/Li 전지가 있는 리튬 양극과의 우수한 호환성을 보여줍니다. 이 연구는 현장 양이온 중합에 의해 제조된 새로운 고분자 전해질 및 전극-전해질의 계면 저항 감소에 미치는 영향을 개발하는 데 기여합니다.