Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/55062
Title: การพอกพูนด้วยไฟฟ้าแบบเป็นช่วงของตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินัมโคบอลต์บนกลาสซีคาร์บอนและผ้าคาร์บอน
Other Titles: PULSE ELECTRODEPOSITION OF Pt-Co CATALYST ONTO GLASSY CARBON AND CARBON CLOTH
Authors: จิตติมา ศรีวรรณบุตร
Advisors: นิสิต ตัณฑวิเชฐ
Other author: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์
Advisor's Email: Nisit.T@Chula.ac.th,Nisit.T@Chula.ac.th
Issue Date: 2559
Publisher: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract: งานวิจัยนี้ศึกษาการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะผสมแพลทินัมโคบอลต์โดยการพอกพูนด้วยไฟฟ้าแบบเป็นช่วงและแบบตรงข้ามในสารละลายโซเดียมคลอไรด์อิเล็กโทรไลต์ โดยปกติการศึกษาและวิเคราะห์สมบัติทางเคมีไฟฟ้าของตัวเร่งปฏิกิริยาที่พอกพูนได้มักจะศึกษาบนขั้วอิเล็กโทรดกลาสซีคาร์บอน แต่ภาวะการใช้งานจริงสำหรับเซลล์เชื้อเพลิงพีอีเอ็มตัวเร่งปฏิกิริยาจะถูกพอกพูนบนขั้วอิเล็กโทรดผ้าคาร์บอน ด้วยเหตุนี้จึงมีความสนใจที่จะเปรียบเทียบผลของตัวเร่งปฏิกิริยาที่พอกพูนบนขั้วอิเล็กโทรดกลาสซีคาร์บอนและผ้าคาร์บอนต่อสมบัติทางเคมีไฟฟ้า ตัวแปรทางไฟฟ้าที่ศึกษา ได้แก่ ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าแคโทดิกและแอโนดิกในช่วง 10-30 และ 1-50 มิลลิแอมแปร์ต่อตารางเซนติเมตร ตามลำดับ เวลาหยุดการพอกพูนด้วยไฟฟ้าระหว่าง 0.1-0.5 วินาที และเวลาของการเกิดปฏิกิริยาผันกลับระหว่าง 0.025-0.5 วินาที เมื่อทำการพอกพูนด้วยรูปแบบกระแสไฟฟ้าชนิดเดียวกันบนขั้วอิเล็กโทรดผ้าคาร์บอนและกลาสซีคาร์บอน พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่พอกพูนบนขั้วอิเล็กโทรดทั้งสองชนิดมีองค์ประกอบทางเคมีใกล้เคียงกัน แต่เมื่อทดสอบสมบัติทางเคมีไฟฟ้าด้วยเทคนิคไซคลิกโวลแทมเมทรีและเทคนิคไฮโดรไดนามิกแบบขั้วไฟฟ้าแผ่นหมุน พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่พอกพูนได้บนขั้วอิเล็กโทรดผ้าคาร์บอน ไม่สามารถคำนวณหาปริมาณประจุที่ใช้ดูดซับ-คายซับของอะตอมไฮโดรเจนที่แน่นอนได้และมีค่าความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าทางจลนศาสตร์ที่มากเกินจริง เนื่องมาจากลักษณะสัณฐานวิทยาของผ้าคาร์บอน จากผลการทดลองข้างต้นงานวิจัยนี้จึงศึกษาผลของตัวแปรทางไฟฟ้าโดยการพอกพูนบนขั้วอิเล็กโทรดกลาสซีคาร์บอน พบว่าการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าแคโทดิกและช่วงเวลาของการหยุดพอกพูนจะได้ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะผสมที่มีองค์ประกอบทางเคมีในช่วงกว้าง คือ Pt16Co84 ถึง Pt89Co11 และเมื่อศึกษาผลของความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าแอโทดิกและเวลาของการเกิดปฏิกิริยาผันกลับ พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะผสมจะมีองค์ประกอบทางเคมีในช่วง Pt33Co67 ถึง Pt91Co9 เมื่อวิเคราะห์ความว่องไวของการเกิดปฏิกิริยารีดักชันของออกซิเจน พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะผสม Pt76Co24 มีค่าความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าทางจลนพลศาสตร์ของการเกิดปฏิกิริยารีดักชันของออกซิเจนสำหรับเซลล์เชื้อเพลิงแบบพีอีเอ็มสูงสุดเมื่อเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะผสมองค์ประกอบอื่นรวมถึงโลหะแพลทินัมบริสุทธิ์
Other Abstract: The Pt-Co alloy catalysts were prepared by pulse and pulse reverse electrodepositions in a NaCl electrolyte and then were used to study the relationship between the deposit composition on the oxygen reduction reaction (ORR). First, the effect of the electrode type (the glassy carbon, GC, and carbon cloth, CC) on the properties of the Pt-Co electrodeposits was investigated. It was found that the Pt-Co electrodeposited on GC and CC had similar physical and chemical properties, but showed substantial differences in electrochemical behaviors. The Pt-Co catalysts deposited on CC electrodes did not give the accurate charge of hydrogen underpotential adsorption-desorption and yielded significantly higher current densities for the ORR than those deposited on GC. Thus, the GC was used as the substrate to study the effect of the pulse plating parameters, including cathodic current density (ic), time of non-applied current (Toff), anodic current density (ia) and reverse time (Trev), on the physical, chemical and electrochemical properties of the Pt-Co electrodeposits. The results show that ic, Toff, ia and Trev had a strong effect on the alloy composition and can be used to fine-tune the Pt-Co deposited composition to have a wide Pt:Co range from Pt16Co84 to Pt91Co9. The active surface area and the electrocatalytic activity towards the ORR for the Pt-Co deposits depended on the alloy composition where the pure Pt had the highest active surface area, while the Pt76Co24 exhibited higher ORR activity than the Pt-Co alloys at other compositions including the pure Pt catalyst.
Description: วิทยานิพนธ์ (วท.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2559
Degree Name: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level: ปริญญาโท
Degree Discipline: เทคโนโลยีเชื้อเพลิง
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/55062
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
5772272223.pdf5.14 MBAdobe PDFView/Open


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