การเตรียมแผ่นนำกระแสแบบสองขั้วฐานแกรไฟต์สำหรับเซลล์เชื้อเพลิงพีอีเอ็ม

Abstract

ในงานวิจัยนี้ศึกษาการเตรียมแผ่นนำกระแสแบบสองขั้วชนิดคอมโพสิตฐานแกรไฟต์ โดยใช้สารช่วยยึดเกาะประเภทพลาสติกเทอร์โมเซต ได้แก่ พอลิเอสเทอร์ (POE) ฟีนอลิก โมดิฟายส์แอลคิดส์เรซิน (PhA) เรซินผสม (POE และ 10% wt. PhA) และอีพอกซีเรซิน (EP) รวมทั้งศึกษาโครงสร้างทางสัณฐานวิทยา สมบัติทางกายภาพ ทางไฟฟ้า และเชิงกล ผลการทดลอง พบว่า PE สามารถรวมตัวกับผงแกรไฟต์ได้ในปริมาณที่มากกว่า PhA และเรซินผสม (อิ่มตัวที่ผงแกรไฟต์ร้อยละ 66โดยน้ำหนัก) รวมทั้งให้ค่าการนำไฟฟ้าที่สูงกว่า (ค่าการนำไฟฟ้า 4.52 ซีเมนส์ ต่อเซนติเมตร) ส่วนสารช่วยยึดเกาะอีพอกซีเรซิน (EP) จะทำให้สมบัติเชิงกลดีขึ้น ในการศึกษาผลของสารเติมแต่ง (เส้นใยคาร์บอน (CF) ไทเทเนียมไดออกไซด์ (TiO₂) และซิงก์สเตียเรท (ZnSt) พบว่า ไทเทเนียมไดออกไซด์และซิงก์สเตียเรทจะส่งผลให้ค่าการนำไฟฟ้าของชิ้นงานลดลงเล็กน้อย แต่จะช่วยลดค่าการดูดซึมน้ำของชิ้นงาน นอกจากนี้ไทเทเนียมไดออกไซด์จะช่วยให้สมบัติเชิงกลของชิ้นงานดีขึ้น ส่วนเส้นใยคาร์บอนจะส่งผลให้ค่าการนำไฟฟ้า สมบัติเชิงกล และร้อยละการดูดซึมน้ำของชิ้นงานมีค่าเพิ่มขึ้นทั้งในชิ้นงานที่ใช้ POE และ EP เป็นสารช่วยยึดเกาะการนำส่วนผสมที่ได้จากกระบวนการเวทเลย์ (Wet - lay) ผสมลงในส่วนผสมของแกรไฟต์และเส้นใยคาร์บอนที่ใช้ POE เป็นสารช่วยยึดเกาะ สามารถเพิ่มสมบัติเชิงกลและลดค่าร้อยละ การดูดซึมน้ำของชิ้นงาน เมื่อนำแผ่นแกรไฟต์คอมโพสิตมาใช้กับเซลล์เชื้อเพลิง พบว่ายังให้ค่า ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าที่ความต่างศักย์ 0.6 โวลต์ (34 มิลลิแอมป์ต่อตารางเซนติเมตร) น้อย กว่าแผ่นนำกระแสแบบสองขั้วเชิงพาณิชย์