화학뉴스

PFSA(Perfluorosulfonic Acid)는 국산화 및 이온 전달성 향상에 성공했다.
화학경제연구원(원장 박종우)이 2024년 7월19일 주최한 청정수소 밸류체인별 기술 응용 세미나에서 박인준 한국화학연구원 연구위원은 “PFSA는 현장 내구성 테스트 등으로 상용화를 가속화할 것”이라고 강조했다.
한국화학연구원은 수소전기자동차 연료전지의 핵심소재인 PFSA의 국산화를 달성하기 위해 필수 단량체인 FSVE의 제조공정 및 불소계 기초원료 TFE(Tetrafluoro Ethylene), HFP(Hexafluoro Propylene), HFPO(Hexafluoro Propyleneoxide) 제조 기술을 확보했다.
또 FSVE와 불소계 기초원료인 TFE(Tetrafluoro Ethylene)와 중합을 통해 LSC-PFSA를 합성하고 분자량(MFI), EW(Equivalent Weight) 등을 최적화했다.
한국화학연구원 불소화학소재공정 국가연구실은 2018년 국내 최초로 PFSA 합성기술을 개발한 후 상업화를 위해 생산공정 연구를 계속했으며 신기술로 기체 및 액체 계면에서 매우 소량의 이오노머만으로 이온 전달 특성이 향상된 초박막을 형성했다.
기존 PFSA 이오노머 멤브레인은 높은 수소 이온 전도성과 우수한 화학적 안정성을 가지고 있으나 수화 시 내부에 형성되는 넓은 이온 전달 채널로 수소 이온의 전도와 함께 바나듐 이온이 투과하는 문제가 있었다.
한국화학연구원이 개발한 PFSA 이오노머 멤브레인은 기존 상용막 N115에 비해 PFSA 사용량이 약 3000배 적으나 이온 선택성은 약 500배 향상된 것으로 나타났으며 앞으로 현대자동차와 현장 내구성 테스트를 진행할 계획이다. 
한편, 유럽연합(UN)은 고잔류성 기준 초과를 근거로 PFAS(Polyfluoroalkyl Substance) 전면 사용 제한을 추진하고 있으며 이르면 2026년부터 사용 제한 조치를 적용할 예정이다. (김진희 기자)