신재생에네지실험 | 전해질막 특성평가

 

 

 

TIP

 

 

1. 상업용 이온교환막을 사용하거나 또는 제조할 때에는 이온교환막에 대한 물리적 혹은 전기화학적 특성들을 분석하여야 한다. 
2. 이온교환막의 성능을 파악할 수 있는 특성으로 가장 많이 분석하는 항목으로 이온교환막의 전기저항, 막의 선택성(이동수), 이온교환용량, 그리고 수분함량 등이 있다. 
3. 여기서는 이온교환막에서 각 특성들이 나타내는 물리적인 의미와 함께 그 분석법에 대해서 살펴 보도록 하겠다.

 

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

1) 건조막지급(Nafion) : 건조막자르기(2×2), 가로,세로,두께 측정, 건조막 무게측정(W_dry )

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2) 0.5M H₂SO₄준비하기

준비된 0.5M H₂SO₄ 25㎖에 건조막을 넣은 후 3일간 stirring 하여 이온교환막내의 작용기가 acid 형태(e.g. -SO₃H )로 존재하도록 한다.

 

3) 산용액에서 평형상태에 이른 sample을 증류수로 씻어 막 표면에 남아 있는 산용액을 모두 제거한다.

 

4) 세척된 막을 준비된 Vial bottle 에 준비된 1M NaCl 50㎖을 넣고 2일 동안 stirring 하여 염용액 속의 양이온(Na⁺)과 이온교환막 내에 있는 수소이온(H⁺) 이온이 치환(-SO₃Na)되도록 한다. 이 과정에서 염용액의 부피는 나중에 정확한 수소이온의 몰수(혹은 milliequivalent)를 계산하기 위해 정확히 알고 있어야 된다.

 

5) 0.01N NaOH로 적정

① 담궈 놓은 막은 DW로 세척 후 DW에 담궈 놓는다.

② 남은 NaCl 용액을 100㎖ 비커로 옮긴 후 phenolphthalein 용액을 2∼3방울 적하한다.

③ 뷰렛을 이용해 0.01N NaOH solution로 적정한다.(색이 옅은 붉은색으로 변할 때까지)

④ 사용된 0.01N NaOH solution 양을 측정한다.

 

6) NaCl 용액 Blank측정

상기의 절차를 반복한다.

 

7) 함수된 막 측정

① 가로,세로,두께 측정

② filter paper로 membrane 표면을 잘 닦은 후, 재빨리 무게를 측정한다.(젖은무게, W_wet)

③ 막은 DW로 세척후 0.5M H₂SO₄에 담궈 놓는다.

 

 

 

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