고수산화물 전도도와 물리화학적 안정성이 높은 플루오르 함유 폴리(플루오렌) 기반 음이온 교환막을 이용한 물 전해소자

초록 음이온 교환막(AEM)의 고수산화물 전도도 및 치수 안정성을 개선하면서 높은 알칼리 안정성을 유지하는 것은 AEM 물 전해소자(AEMWE)의 상업화를 실현하기 위해 필요하다. 주 축의 구조에 플루오르 원자를 삽입하여 AEM의 고수산화물 전도도 및 치수 안정성을 개선하기 위한 전략이 보고되었으며, 이는 벽사 스트레인으로 인해 폴리머의 유리 전이 온도를 감소시킬 뿐만 아니라, 이온 수송 채널 형성을 촉진하기 위해 극성 분리를 유도하여 뚜렷한 상 분리를 유도한다. 코어 구조에 플루오르를 포함한 결과물 PFPFTP-QA AEM은 높은 고수산화물 전도도(80 °C에서 >159 mS cm −1), 유리한 치수 안정성(80 °C에서 >25%), 80 °C에서 2 m KOH 용액 내에서 1000시간 동안 우수한 알카리 안정성을 보인다. 더욱이 PFPFTP-QA는 백금군 금속(PGM) 프리 NiFe 양극을 사용하여 AEMWE 셀을 구축하는 데 사용되며, 이는 80 °C에서 1.9 V에서 6.86 A cm −2의 전류 밀도를 보여 주며, 현재까지 Pt/C 음극 및 PGM 프리 양극 보고서 중 가장 높은 성능을 보이고 0.5 A cm −2의 일정한 전류에서 100시간 이상 안정적으로 작동한다.