Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/15374
Title: การเคลือบแพลทินัมแบบไม่ใช้ไฟฟ้าบนเมมเบรนฐานไคโตซานสำหรับเซลล์เชื้อเพลิงพีอีเอ็ม
Other Titles: Platinum electroless coating on chitosan based membrane for PEM fuel cell
Authors: จุฑารัตน์ ตรีสุวรรณ
Advisors: ขันทอง สุนทราภา
Other author: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์
Advisor's Email: khantong@sc.chula.ac.th
Subjects: เซลล์เชื้อเพลิงชนิดเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน
เมมเบรน (เทคโนโลยี)
ไคโตแซน
แพลทินัม
เซลล์เชื้อเพลิง
Issue Date: 2551
Publisher: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract: งานวิจัยนี้ได้เตรียมเมมเบรนคอมโพซิตไคโตซาน-ซีโอไลต์ทั้งในแบบเชื่อมขวางและไม่เชื่อมขวางเพื่อประยุกต์ใช้ในเซลล์เชื้อเพลิงแบบเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน ชนิดของเมมเบรนที่ศึกษาได้แก่ เมมเบรนไคโตซาน เมมเบรนคอมโพซิตไคโตซาน – ซีโอไลต์ เมมเบรนเชื่อมขวางไคโตซาน เมมเบรนเชื่อมขวางคอมโพซิตไคโตซาน – ซีโอไลต์ และเมมเบรนเชื่อมขวางคอมโพซิตไคโตซาน – ซีโอไลต์โดปด้วยสารละลายกรดซัลฟิวริก โดยใช้ไคโตซานที่มีร้อยละการกำจัดหมู่แอซีทิลเท่ากับ ร้อยละ 90.0±5.0 การเชื่อมขวางเมมเบรนใช้สารละลายกรดซัลฟิวริกเข้มข้นร้อยละ 4 โดยน้ำหนัก การโดปเมมเบรนใช้สารละลายกรดซัลฟิวริกเข้มข้นร้อยละ 2 โดยน้ำหนัก และเติมซีโอไลต์ชนิดเอในอัตราส่วนร้อยละ 10 ถึง 30 โดยน้ำหนักของไคโตซาน ทดสอบสมบัติต่างๆของเมมเบรนได้แก่ ความสามารถในการแลกเปลี่ยนไอออน ค่าการซึมผ่านแก๊สไฮโดรเจน ค่าการนำโปรตอนและความสามารถในการทนต่อแรงดึง พบว่าเมื่อปริมาณซีโอไลต์เพิ่มขึ้นความสามารถในการแลกเปลี่ยนไอออนและค่าการนำโปรตอนมีค่าเพิ่มขึ้น แต่ค่าการซึมผ่านแก๊สไฮโดรเจนและความสามารถในการทนต่อแรงดึงมีค่าลดลง งานวิจัยนี้ได้เตรียมหน่วยเมมเบรนและอิเล็กโทรด (Membrane Electrode Assembly; MEA) โดยการเคลือบตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินัมลงบนผิวเมมเบรนโดยตรงด้วยเทคนิคการเคลือบแบบไม่ใช้ไฟฟ้าและทดสอบค่าการนำโปรตอนของเมมเบรนที่ทำการเคลือบแพลทินัม พบว่าภาวะที่เหมาะสม คือ การเคลือบที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส นาน 90 นาที โดยใช้เมมเบรนเชื่อมขวางคอมโพซิตไคโตซาน–ซีโอไลต์ร้อยละ 20 ค่าการนำโปรตอนในแนวระนาบของเมมเบรนชนิดนี้ ณ อุณหภูมิห้องมีค่าเท่ากับ 0.029±0.005 ซีเมนส์ต่อเซนติเมตร เพิ่มขึ้นเป็น 0.104±0.003 ซีเมนส์ต่อเซนติเมตร เมื่อโดปด้วยสารละลายกรด และเพิ่มขึ้นเป็น 0.178±0.043 ซีเมนส์ต่อเซนติเมตร เมื่อเคลือบแพลทินัมลงบนเมมเบรน แต่ค่าการนำโปรตอนในแนวภาคตัดขวางของ MEA ที่เตรียมจากเมมเบรนชนิดนี้มีค่าเพียง 0.003±0.001 ซีเมนส์ต่อเซนติเมตร หรือมีค่าเท่ากับ 0.009±0.0 ซีเมนส์ต่อเซนติเมตร เมื่อใช้เมมเบรนโดปสารละลายกรด สมรรถนะเซลล์เชื้อเพลิงเดี่ยวของเมมเบรนชนิดนี้ที่อุณหภูมิ 60 oC และค่าศักย์ไฟฟ้า 0.5 โวลต์ ให้ค่าความหนาแน่นกระแสเท่ากับ 0.8 มิลลิแอมแปร์ต่อตารางเซนติเมตร หรือมีค่าเท่ากับ 2.8 มิลลิแอมแปร์ต่อตารางเซนติเมตร เมื่อใช้เมมเบรนโดปสารละลายกรด
Other Abstract: The chitosan-zeolite composite membranes for using in PEM fuel cell were prepared in this study. The studied membranes were uncrosslinked chitosan, uncrosslinked chitosan-zeolite, crosslinked chitosan, crosslinked chitasan-zeolite, and doped crosslinked chitasan-zeolite. The degree of deacetylation of chitosan flake was 90.0 ± 5.0. The membranes were crosslinked by 4% by weight and doped by 2% by weight of sulfuric acid. Zeolite A contents were varied in the range of 10-30% by weight of chitosan. The membranes were characterized for ion exchange capacity, H2 gas permeability, proton conductivity, and tensile strength. The zeolite A contents increased ion exchange capacity and proton conductivity but decreased tensile strength and gas permeability. In preparing MEA, Pt (0) was plated onto the membranes by electroless plating technique. The potential membrane was 20% crosslinked chitosan - zeolite membrane. The optimum plating condition was at 60oC for 90 min. The proton conducitivity in planar view at room temperature of this membrane was 0.029±0.005 S/cm and increased to 0.104±0.003 S/cm when doping with sulfuric acid. After Pt plating, the proton conductivity was increased to 0.178±0.043 S/cm. The proton conductivity through MEA prepared form this membrane was as low as 0.003±0.001 S/cm or increased to 0.009±0.000 S/cm when using doped membrane. In single cell performance testing at 60℃, the current density of this membrane was 0.8 mA/cm[superscript 2] at 0.5 V, whilst that of doped type was 2.8 mA/cm[superscript 2].
Description: วิทยานิพนธ์ (วท.ม. )--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2551
Degree Name: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level: ปริญญาโท
Degree Discipline: เคมีเทคนิค
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/15374
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Jutarut_tr.pdf1.57 MBAdobe PDFView/Open


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