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하기 화학식 1로 표시되는 이온전도성 고분자:[화학식 1]상기 화학식 1에서,상기 R1, R2는 서로 동일하며 수소 또는 C1-C5의 알킬기이고,상기 R3, R5는 서로 동일하며 수소 또는 C1-C5의 알킬기이며,상기 R6, R8은 서로 동일하며 수소 또는 C1-C5의 알킬기이고,상기 R9, R10은 서로 동일하며 수소 또는 C1-C5의 알킬기이며,상기 R4는 -(CH)x-N+(A)2-, , , 및 중에서 선택되며,상기 R7은 -(CH)x-N+(A)3, , , 및 중에서 선택되며,상기 A는 -(CH)y이고,상기 l은 56-66의 자연수, m은 8-14의 자연수, n은 26-30의 자연수, x는 1-7의 자연수, y는 1-3의 자연수이다
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제1항에 따른 상기 고분자가 가교되어 형성되는 이온전도성 가교 고분자
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제2항에 있어서,상기 이온전도성 가교 고분자는 하기 화학식 3으로 표시되는 골격을 갖는 것을 특징으로 하는 이온전도성 가교 고분자:[화학식 3]상기 화학식 3에서,상기 R1, R2는 서로 동일하며 수소 또는 C1-C5의 알킬기이고,상기 R3, R5는 서로 동일하며 수소 또는 C1-C5의 알킬기이며,상기 R6, R8은 서로 동일하며 수소 또는 C1-C5의 알킬기이고,상기 R9, R10은 서로 동일하며 수소 또는 C1-C5의 알킬기이며,상기 R4는 -(CH)x-N+(A)2-, , , 및 중에서 선택되며,상기 R7은 -(CH)x-N+(A)3, , , 및 중에서 선택되며,상기 R11은 -(CH)x- 이고,상기 A는 -(CH)y이며,상기 l은 56-66의 자연수, m은 8-14의 자연수, n은 26-30의 자연수, x는 1-7의 자연수, y는 1-3의 자연수이다
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제2항에 따른 이온전도성 가교 고분자를 포함하는 고분자 전해질 막
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제4항에 있어서,상기 고분자 전해질 막은 60 내지 70 mS/cm(80 ℃)의 이온전도도를 갖는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 막
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제4항 또는 제5항에 따른 고분자 전해질 막을 포함하는 연료전지
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(A) 폴리페닐렌 옥사이드 고분자를 아실화하는 단계;(B) 상기 아실화된 고분자를 환원시키는 단계;(C) 상기 환원된 고분자 용액에 가교제를 넣고 반응시켜 가교 고분자를 합성한 후 막으로 제조하는 단계;를 포함하고,상기 가교 고분자는 하기 화학식 3으로 표시되는 골격을 갖는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 막의 제조방법:[화학식 3]상기 화학식 3에서,상기 R1, R2는 서로 동일하며 수소 또는 C1-C5의 알킬기이고,상기 R3, R5는 서로 동일하며 수소 또는 C1-C5의 알킬기이며,상기 R6, R8은 서로 동일하며 수소 또는 C1-C5의 알킬기이고,상기 R9, R10은 서로 동일하며 수소 또는 C1-C5의 알킬기이며,상기 R4는 -(CH)x-N+(A)2-, , , 및 중에서 선택되며,상기 R7은 -(CH)x-N+(A)3, , , 및 중에서 선택되며,상기 R11은 -(CH)x- 이고,상기 A는 -(CH)y이며,상기 l은 56-66의 자연수, m은 8-14의 자연수, n은 26-30의 자연수, x는 1-7의 자연수, y는 1-3의 자연수이다
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제7항에 있어서,상기 제조방법은 (D) 상기 (C) 단계를 통해 제조된 막을 치환 용액에 담지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 막의 제조방법
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제8항에 있어서,상기 치환 용액은 trimethylamine, imidazole, morpholine 및 piperidine, guanidine 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 막의 제조방법
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제7항에 있어서,상기 가교제는 N,N,N',N'-tetramethyl-1,6-hexanediamine, N,N,N',N'-Tetramethyl-1,4-butanediamine 및N,N,N',N'-Tetramethyl-1,8-octanediamine 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 막의 제조방법
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제7항에 있어서,상기 (C) 단계에서 상기 환원된 고분자는 용매에 용해시켜 용액으로 제조하고,상기 용매는 N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-Dimethylmethanamide, Dimethyl sulfoxide 및 Acetonitrile 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 막의 제조방법
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제7항에 있어서,상기 (C) 단계는 상기 환원된 고분자 용액에 가교제를 넣고 패트리 디쉬에 부어 진공 오븐 안에서 50 내지 70 ℃의 온도에서 10 내지 30 시간 동안 건조시키는 1차 건조단계; 및상기 1차 건조 단계 후에 70 내지 90 ℃의 온도에서 1 내지 10 시간 동안 건조시키는 2차 건조단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 막의 제조방법
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