การสร้างหน่วยชั้นเซลล์เชื้อเพลิงพีอีเอ็ม

Abstract

งานวิจัยนี้ป็นการเตรียมและพัฒนาขั้ว อิเล็กโทรดประกอบเมมเบรน (เอ็มอีเอ) ขนาดพื้นที่ ขั้วอิเล็กโทรด 5 ตารางเซนติเมตร เพื่อนำมาขยายขนาดเป็น 25 ตารางเซนติเมตร พบว่าภาวะที่เหมาะสมในการเตรียมเอ็มอีเอขนาด 5 ตารางเซนติเมตร ที่ให้สมรรถนะสูงสุดเป็นการเตรียมชั้น ตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยเทคนิคการพ่นบนผ้าคาร์บอนที่มีชั้นจัดการนำปริมาณเนฟิออนในชัน้ ตัวเร่งปฏิกิริยาคือ ร้อยละ 33 โดยน้ำหนัก เนฟิออนเมมเบรน 115 ให้ค่าความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าเท่ากับ 0.54 แอมแปร์ต่อตารางเซนติเมตร ที่ค่าศักย์ไฟฟ้า 0.6 โวลต์ เมื่อทำการขยายขนาดของเอ็มอีเอเป็น 25 ตารางเซนติเมตร พบว่าสมรรถนะที่ได้มีค่าลดลงประมาณ 24% โดยเนฟิออนเมมเบรน 212 จะให้สมรรถนะของเซลล์เชื้อเพลิงดีกว่าเนฟิออนเมมเบรน 115 การนำขั้วอิเล็กโทรดประกอบเมมเบรน ขนาดพื้นที่ 25 ตารางเซนติเมตร ที่เตรียมได้มาสร้างเป็นหน่วยชั้นเซลล์เชื้อเพลิงจำนวน 3 ชั้น พบว่า เนฟิออนเมมเบรน 212 จะเกิดการฉีกขาดได้ง่ายกว่าเนฟิออนเมมเบรน 115 เมื่อใช้อัตราการไหลของแก๊สเชื้อเพลิงสูง ดังนั้นใช้เนฟิออนเมมเบรน 115 ในการประกอบชั้นเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อทดสอบสมรรถนะ โดยตัวแปรที่ทำการศึกษาคือ ผลของค่าความชื้น ของระบบ อัตราส่วนของแก๊สไฮโดรเจน ต่อแก๊สออกซิเจน ความดันของระบบและผลของโมเมนต์การหมุนที่ใช้ในการอัดประกอบชั้นเซลล์ เชื้อเพลิง จากผลการทดลองภาวะที่ให้ค่าสมรรถนะของชั้นเซลล์เชื้อเพลิงสูงสุดคือ ที่อัตราการไหล ของแก๊สไฮโดรเจนอิ่มตัวด้วยความชื้น200 sccm และแก๊สออกซิเจนอิ่มตัวด้วยความชื้น 400 sccm ความดันระบบ 10 พีเอสไอจี แรงอัดประกอบชั้นเซลล์เชื้อเพลิง 60 ปอนด์แรง.นิ้ว ให้ค่าความหนาแน่นกำลังไฟฟ้าเท่ากับ 1.08 วัตต์ต่อตารางเซนติเมตร และค่าความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า เท่ากับ 0.6 แอมแปร์ต่อตารางเซนติเมตร ที่ค่าศักย์ไฟฟ้า 1.8 โวลต์