인산화 반응을 통해 인산기(Fosfonate group)를 3-아민프로필(디에톡시)메틸실란(3-APDEMS)에 화학적으로 결합시킨 후 가수분해를 거쳐 붕산과 반응하여 인산화 폴리실록산 교차 결합 네트워크를 형성하고, 키토산과 복합하여 인산화 폴리실록산/키토산 복합 프로톤 교환막(PBS-PA/CS)을 성공적으로 제조하였다. 적외선 변환 푸리에 분광법(FTIR)과 에너지 분산형 전자 현미경(EDS)을 사용하여 막의 미세구조, 표면 형상 및 원소 분포를 분석하였다. 인산 함량이 막의 전도도에 미치는 영향을 체계적으로 연구하였다. 실험 결과, 인산이 N―C―P 결합을 통해 3-APDEMS에 성공적으로 접목되었으며, 인 원소가 막 내에 균일하게 분포되어 있음을 확인하였다. 복합막은 우수한 열안정성(200 ℃에서 약 6% 질량 감소)과 적당한 흡수율(25 ℃에서 15% 미만)을 보였다. 140 ℃ 무가습 조건에서 양성자 전도도는 63 mS/cm에 도달하였으며, 단일 전지 테스트에서 공칭 전압은 0.88 V, 최대 출력 밀도는 420.2 mW/cm²로 높은 온도 및 저습도 조건에서 우수한 성능을 나타냈다.

고온 프로톤 교환막; 폴리실록산; 인산화 반응