Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/51846
Title: การขึ้นรูปเซลล์เดี่ยวของเซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์ของแข็งแบบไดเรกต์เอทานอลโดยใช้แพลทินัมและโลหะผสมแพลทินัมเป็นขั้วไฟฟ้า
Other Titles: Fabrication of a single cell of direct ethanol solid oxide fuel cell using pt and pt alloys as electrodes
Authors: วิทยา ใยพิมาย
Advisors: รจนา พรประเสริฐสุข
Other author: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์
Advisor's Email: Rojana.P@Chula.ac.th
Subjects: เส้นใยนาโน
เซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์ของแข็ง
Nanofibers
Solid oxide fuel cells
Issue Date: 2554
Publisher: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract: งานวิจัยนี้ได้ทำการขึ้นรูปเส้นใยนาโนแพลทินัม (Pt) เส้นใยนาโนแพลทินัมทองแดง (Pt-Cu) และเส้นใยนาโนแพลทินัมดีบุก (Pt-Sn) ด้วยวิธีอิเล็กโตรสปินนิง เพื่อใช้เป็นขั้วแอโนดในเซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์ของแข็งแบบไดเรกต์เอทานอล (DE – SOFC) โดยทำการศึกษาสภาวะการขึ้นรูปที่ไม่ก่อให้เกิดปมในโครงสร้างของเส้นใย จากการศึกษาพบว่าสภาวะที่เหมาะสมต่อการขึ้นรูปเส้นใยนาโน Pt และ Pt-Cu ได้แก่ (i) ความเข้มข้นของสารตั้งต้นประมาณ 33 - 38 mg/ml (ii) ความเข้มข้นของ PVP (Mw 1,300,000 g/mol) = 35 - 38 mg/ml (iii) อัตราส่วนของน้ำต่อเอทานอลในช่วง 0.25 - 0.3 และ (iv) ความต่างศักย์ระหว่างปลายเข็มถึงฐานรอง = 4.5 kV สำหรับเส้นใยนาโนของ Pt-Sn ตัวแปรที่เหมาะสมต่อการขึ้นรูปเส้นใย ได้แก่ (i) ความเข้มข้นของสารตั้งต้น = 20 mg/ml (ii) ความเข้มข้นของ PVP (Mw 40,000 g/mol) = 240 mg/ml (iii) อัตราส่วนของน้ำต่อเอทานอล = 0.08 และ (iv) ความต่างศักย์ระหว่างปลายเข็มถึงฐานรอง = 6.0 kV จากนั้นนำเส้นใยนาโน PVP-Pt PVP-Pt-Cu และ PVP-Pt-Sn ที่ได้ไปเผาแคลไซน์ที่อุณหภูมิ 300 350 และ 450 ºC ตามลำดับ เป็นเวลา 5 ชั่วโมง การขึ้นรูปเซลล์เดี่ยวของเซลล์เชื้อเพลิงทำโดยการนำเส้นใยนาโน Pt และโลหะผสม Pt ซึ่งผสมใน ink vehicle ทาลงบนเม็ดอิเล็กโทรไลต์ BaZr0.8Y0.2O3- และใช้ Pt paste เป็นขั้วแคโทด ผลจากการทดสอบประสิทธิภาพการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิงพบว่า เซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีโครงสร้างแบบเส้นใยนาโนจะให้ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าเคมีสูงกว่าเซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเป็น Pt paste ในช่วงอุณหภูมิ 400 – 550 ºC และเซลล์เชื้อเพลิงที่ให้กำลังไฟฟ้าสูงที่สุดที่อุณหภูมิ 550 ºC คือเซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้เส้นใยนาโน Pt เป็นขั้วแอโนดโดยให้กำลังไฟฟ้าเท่ากับ 0.5763 mW/cm2
Other Abstract: Platinum (Pt), platinum-copper (Pt-Cu), and platinum-tin (Pt-Sn) nanowires for anodes in direct ethanol solid oxide fuel cells (DE-SOFCs) were fabricated by the electrospinning technique. The effects of electrospinning conditions were investigated in order to obtain the nanowires without bead formation. The results showed that the optimum electrospinning conditions for fabrication of Pt and Pt-Cu nanowires were (i) the precursor concentration in a range of 33 – 38 mg/ml, (ii) the PVP (Mw 1,300,000 g/mol) concentration in a range of 35- 38 mg/ml, (iii) the water/ethanol ratios of 0.25 - 0.3 and (iv) the applied voltage of 4.5 kV. For Pt-Sn nanowires, the optimum electrospinning conditions were (i) the precursor concentration of 20 mg/ml, (ii) the PVP (Mw 40,000 g/mol) concentration of 240 mg/ml, (iii) the water/ethanol ratios of 0.08 and (iv) the applied voltage of 6 kV. The PVP-Pt, PVP-Pt-Cu, and PVP-Pt-Sn nanowires were later calcined at 300, 350 and 450 ºC, respectively, for 5 h in air. The DE-SOFC single cells were fabricated by attaching the Pt and Pt-alloy nanowires with ink vehicle on BaZr0.8Y0.2O3- pellets. Pt paste was subsequently applied on the other side of the pellets as the cathodes. The I-V measurement results showed that the DE-SOFC single cells using nanowires as anodes produced the higher power densities than those using Pt paste (in a temperature range of 400 – 550 ºC). The Pt nanowire DE-SOFC showed the highest maximum power density of 0.5763 mW/cm2 at 550 ºC.
Description: วิทยานิพนธ์ (วท.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2554
Degree Name: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level: ปริญญาโท
Degree Discipline: เทคโนโลยีเซรามิก
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/51846
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2011.2125
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2011.2125
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
wittaya_ya.pdf4.15 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.