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이온전도성 고분자가 하기 화학식 2로 표시되는 가교 단위를 통해 가교되고, 상기 이온전도성 고분자는 음이온 교환성 작용기, 양이온교환성 작용기 또는 양쪽성 이온교환성 작용기를 갖는 것인 바나듐 레독스 플로우 전지용 이온전도성 가교 고분자:[화학식 2]상기 화학식 2에서, E는 단일결합, 또는 전자주게기로서 -O-, -S-, -CR48R48’-, -NH- 또는 NR49-이며, 상기 R48과 R48’은 각각 독립적으로 수소원자, 알킬기, 아릴기이고, R49은 C1 내지 C12 알킬기이고;G와 G’는 단일결합, 또는 전자주게기로서 -O-, -S-, -NH- 또는 NR47-이며, 상기 R47은 C1 내지 C12 알킬기이고;R9 내지 R16은 각각 독립적으로 수소원자(-H), 할로겐원자(-X), C1 내지 C12의 알킬기, 할로겐으로 치환된 C1 내지 C12의 알킬기, C2 내지 C12의 알릴기, 시안기(-CN), C6 내지 C10의 아릴기, 니트로기(-NO2), 퍼플루오로알킬기, 하나 이상의 산소, 질소 또는 황 원자를 포함하는 퍼플루오로알킬아릴기, 퍼플루오로아릴기 또는 -O-퍼플루오로아릴기이고; Ar은 또는 이고;상기 J는 단일결합; 전자끌게기로서 -(C=O)-, -(P=O)-, -(SO2)-, -CF2- 또는 -(C(CF3)2)-; 또는 상기 전자끌게기 중 1종 이상으로 치환된 C6-20 아릴 또는 C5-20 헤테로아릴이고;R17 내지 R28은 각각 독립적으로 수소원자(-H), 할로겐원자(-X), C1 내지 C12의 알킬기, 할로겐으로 치환된 알킬기, C2 내지 C12의 알릴기, 시안기(-CN), C6 내지 C10의 아릴기, 니트로기(-NO2), 퍼플루오로알킬기, 하나 이상의 산소, 질소 또는 황 원자를 포함하는 퍼플루오로알킬아릴기, 퍼플루오로아릴기 또는 -O-퍼플루오로아릴기이고; x는 1 내지 10000의 정수이다
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제3항에 있어서, 상기 이온전도성 가교 고분자는 할로겐화 고분자 중 할로겐 작용기 위치에서 할로겐화 고분자가 서로 가교되어 형성된 것이 특징인 바나듐 레독스 플로우전지용 이온전도성 가교 고분자
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제3항에 있어서, 상기 음이온 교환성 작용기는 피리딜기, 카바졸릴기 또는 이미다졸릴기에서 유도된 염상태의 음이온교환 작용기이거나, -N+H3L-, -N+R'H2L-, -N+R'2HL-, -N+R'3L-, -P+R'3L-, -S+R'2L- 또는 C5H5N+HL-이고, 상기 R'는 C1-4 알킬 또는 C6-12 아릴이고, L-는 히드록사이드 음이온, 비카보네이트 음이온, 클로라이드 음이온, 브롬 음이온, 요오드 음이온 또는 설페이트 음이온이고, 상기 양이온 교환성 작용기는 -SO3-, -COO-, -PO32-, -PO3H- 또는 C6H40- 이고, 상기 양쪽성 이온 교환성 작용기는 베타인 또는 술포베타인인 것이 특징인 바나듐 레독스 플로우전지용 이온전도성 가교 고분자
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제3항에 있어서, 하기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 골격을 갖는 것인 바나듐 레독스 플로우전지용 이온전도성 가교 고분자:[화학식 3]상기 화학식 3에서, E는 단일결합, 또는 전자주게기로서 -O-, -S-, -CR48R48’-, -NH- 또는 NR49-이며, 상기 R48과 R48’는 각각 독립적으로 수소원자, 알킬기 또는 아릴기이고, R49은 C1 내지 C12 알킬기이고;G와 G’는 단일결합 또는 전자주게기로서 -O-, -S-, -NH- 또는 NR47-이며, 상기 R47은 C1 내지 C12 알킬기이고;Z1 내지 Z6는 각각 독립적으로 수소원자, (CH2)hM (1≤h≤12), 또는 에테르기와 에스테르기를 포함하는 (CH2)hM (1≤h≤12)이고, 상기 M은 음이온 교환성 작용기, 양이온 교환성 작용기 또는 양쪽성 이온 교환성 작용기이고;R35 내지 R46 및 R35’ 내지 R46’은 각각 독립적으로 수소원자(-H), 할로겐원자(-X), C1 내지 C12의 알킬기, 할로겐으로 치환된 C1 내지 C12의 알킬기, C2 내지 C12의 알릴기, 시안기(-CN), C6 내지 C10의 아릴기, 니트로기(-NO2), 퍼플루오로알킬기, 하나 이상의 산소, 질소 또는 황 원자를 포함하는 퍼플루오로알킬아릴기, 퍼플루오로아릴기 또는 -O-퍼플루오로아릴기이고;Ar은 또는 이고;상기 J는 단일결합; 전자끌게기로서 -(C=O)-, -(P=O)-, -(SO2)-, -CF2- 또는 -(C(CF3)2)-; 또는 상기 전자끌게기 중 1종 이상으로 치환된 C6-20 아릴 또는 C5-20 헤테로아릴이고;R17 내지 R28은 각각 독립적으로 수소원자(-H), 할로겐원자(-X), C1 내지 C12의 알킬기, 할로겐으로 치환된 C1 내지 C12의 알킬기, C2 내지 C12의 알릴기, 시안기(-CN), C6 내지 C10의 아릴기, 니트로기(-NO2), 퍼플루오로알킬기, 하나 이상의 산소, 질소 또는 황 원자를 포함하는 퍼플루오로알킬아릴기, 퍼플루오로아릴기 또는 -O-퍼플루오로아릴기이고; A는 단일결합; 전자끌게기로서 -(C=O)-, -(P=O)-, -(SO2)-, -CF2- 또는 -(C(CF3)2)-; 또는 상기 전자끌게기 중 1종 이상으로 치환된 C6-20 아릴 또는 C5-20 헤테로아릴이고;D”과 D’’’은 각각 독립적으로 NH 또는 -NR이고, 상기 R은 C1 내지 C12 알킬기이며;R1 내지 R8은 각각 독립적으로 수소원자(-H), 할로겐원자(-X), C1 내지 C12의 알킬기, 할로겐으로 치환된 C1 내지 C12의 알킬기, C2 내지 C12의 알릴기, 시안기(-CN), C6 내지 C10의 아릴기, 니트로기(-NO2), 퍼플루오로알킬기, 하나 이상의 산소, 질소 또는 황 원자를 포함하는 퍼플루오로알킬아릴기, 퍼플루오로아릴기 또는 -O-퍼플루오로아릴기이고; a 및 b는 각각 독립적으로 0이거나, 1 내지 100의 정수이고;c, d, e 및 f는 각각 독립적으로 1 내지 10000의 정수이다
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제7항에 있어서, 상기 음이온 교환성 작용기는 피리딜기, 카바졸릴기 또는 이미다졸릴기에서 유도된 염상태의 음이온교환 작용기이거나, -N+H3L-, -N+R'H2L-, -N+R'2HL-, -N+R'3L-, -P+R'3L-, -S+R'2L- 또는 C5H5N+HL-이고, 상기 R'는 C1-4 알킬 또는 C6-12 아릴이고, L-는 히드록사이드 음이온, 비카보네이트 음이온, 클로라이드 음이온, 브롬 음이온, 요오드 음이온 또는 설페이트 음이온이고, 상기 양이온 교환성 작용기는 -SO3-, -COO-, -PO32-, -PO3H- 또는 C6H40- 이고, 상기 양쪽성 이온 교환성 작용기는 베타인 또는 술포베타인인 것이 특징인 바나듐 레독스 플로우전지용 이온전도성 가교 고분자
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제3항에 있어서, 상기 고분자는 10,000 내지 1,000,000의 Mn(수평균 분자량; number-average molecular weight) 또는 10,000 내지 10,000,000의 Mw(중량평균 분자량; weight-average molecular weight)의 분자량을 갖는 것인 바나듐 레독스 플로우전지용 이온전도성 가교 고분자
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제3항에 있어서, 상기 이온전도성 고분자는 랜덤 공중합체, 교차 공중합체 또는 블록 공중합체인 것이 특징인 바나듐 레독스 플로우전지용 이온전도성 가교 고분자
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제3항, 제4항 및 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 바나듐 레독스 플로우전지용 이온전도성 가교 고분자의 제조방법에 있어서, 할로겐화 고분자를 준비하는 제1단계;상기 할로겐화 고분자에 하기 화학식 1로 표시되는 가교제를 첨가하여 할로겐화 고분자의 일부 할로겐 작용기 위치에서 할로겐화 고분자 사이의 가교 반응에 의해 가교형 중합체를 형성하는 제2단계; 및 상기 가교형 중합체의 잔여 할로겐 작용기를 음이온 교환성 작용기, 양이온 교환성 작용기 또는 양쪽성 이온 교환성 작용기로 치환시키는 제3단계를 포함하는, 제조방법:[화학식 1]상기 화학식 1에서, A는 단일결합; 전자끌게기로서 -(C=O)-, -(P=O)-, -(SO2)-, -CF2- 또는 -(C(CF3)2)-; 또는 상기 전자끌게기 중 1종 이상으로 치환된 C6-20 아릴 또는 C5-20 헤테로아릴이고;D 및 D’는 각각 독립적으로 -NH2, 또는 -NHR이며, 상기 R은 C1 내지 C12의 알킬기이고;R1 내지 R8은 각각 독립적으로 수소원자(-H), 할로겐원자(-X), C1 내지 C12의 알킬기, 할로겐으로 치환된 C1 내지 C12의 알킬기, C2 내지 C12의 알릴기, 시안기(-CN), C6 내지 C10의 아릴기, 니트로기(-NO2), 퍼플루오로알킬기, 하나 이상의 산소, 질소 또는 황 원자를 포함하는 퍼플루오로알킬아릴기, 퍼플루오로아릴기 또는 -O-퍼플루오로아릴기이고;a 및 b는 각각 독립적으로 0이거나, 1 내지 100의 정수이다
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제3항, 제4항 및 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 바나듐 레독스 플로우전지용 이온전도성 가교 고분자를 포함하는 막
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제13항에 있어서, 상기 막은 이온교환막인 것이 특징인 막
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