Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/68174
Title: Roles of metal catalysts on the hydrogen storage behaviors of LiAlH₄/LiBH₄
Other Titles: บทบาทของตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดโลหะต่อพฤติกรรมการกักเก็บไฮโดรเจนของลิเทียมอะลูมิเนียมไฮไดรด์/ลิเทียโบโรไฮไดรด์
Authors: Labhatrada Phuirot
Advisors: Pramoch Rangsunvigit
Boonyarach Kitiyanan
Santi Kulprathipanja
Other author: Chulalongkorn University. The Petroleum and Petrochemical College
Issue Date: 2010
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: The hydrogen storage capacities of both undoped and doped Li-Al-H, Li-B-H, and Li-Al-B-H systems were studied through thermo-volumetric analysis. All samples were mixed by mechanical ball milling. The hydrogen desorption was performed from room temperature to 300 ℃ (to 350℃ for Li-B-H systems) with a heating rate of 2℃ min-1 and the absorption was done at 300℃ (at 120℃ for Li-Al-H systems) and 8.5 MPa hydrogen for 6 h. In the case of the undoped systems, LiAIH₄ decomposes into two steps starting at 145℃ and continues to 220℃ with the total hydrogen amount of 7.6 wt%. LiBH₄ desorbs a small amount of hydrogen of 0.1-1.0 wt% between 95 and 300℃. For the LiAlH₄-LiBH₄ mixtures, a 2: 1 LiAlH₄: LiBH₄ molar ratio releases the highest amount of hydrogen at 6.6 wt% in the temperature range of 100-220℃. In the case of the doped systems, 1 mol% of metal catalysts (TiCl₃, TiO₂, VCI₃, or ZrCl₄) was doped to the systems. For LialH₄, all of the additives lower the temperature in the first and second steps of the hydrogen desorption and improve the amount of hydrogen released. For LiBH₄, a small amount of a catalyst can improve the reversibility for at least three cycles. The LiAlH₄-LiBH₄ mixture in the presence of TiCfi desorbs hydrogen at the lowest temperature (40 ° C). Furthermore, 3 and 5 mol% TiCfi were added to the LiAlH₄-LiBH₄ mixture. The hydrogen desorption capacity decreases with the increase in the doping amount. No hydrogen absorption was observed for any of the doped LiAlH₄-LiBH₄ samples. In addition, XRD patterns indicate A1 and LiH in the Li-Al-H and Li-Al-B-H systems after the desorption corresponding to the decomposition reaction of LiAlH₄.
Other Abstract: งานวิจัยนี้ศึกษาความสามารถในการเก็บก๊าซไฮโดรเจนของระบบลิเทียม-อะลูมิเนียม-ไฮโดรเจน (Li-Al-H) ลิเทียม-โบรอน-ไฮโดรเจน (Li-B-H) และ ลิเทียม-อะลูมิเนียม-โบรอน-ไฮโดรเจน (Li-Al-B-H) โดยใช้เทคนิคการปลดปล่อยก๊าซที่ปริมาตรคงที่จากอุณหภูมิห้องถึง 300°c (ถึง 350°c สำหรับระบบ Li-B-H) และการดูดซึมก๊าซที่ 300℃ (ที่ 120℃ สำหรับระบบ Li-Al-H) ภายใต้ความตัน 8.5 MPa ของไฮโดรเจนเป็นเวลา 6 ชั่วโมง การเตรียมสารตัวอย่างทำโดยใช้เครื่องบดแบบเหวี่ยง ผลการทดลองพบว่า สำหรับระบบที่ไม่ไต้เติมตัวเร่งปฏิกิริยา ลิเทียมอะลูมิเนียมไฮไดรค์แตกตัวเพื่อปลดปล่อยไฮโดรเจนในสองขั้นตอน เริ่มต้นที่ 145℃ ถึง 220℃ และปลดปล่อยไฮโดรเจนไต้ทั้งหมด 7.6% โดยน้ำหนัก ลิเทียมโบโรไฮไดรค์ปลดปล่อยไฮโดรเจนในปริมาณเพียงเล็กน้อยประมาณ 0.1 - 1.0% โดยน้ำหนัก ระหว่างอุณหภูมิ 95℃ ถึง 300℃ ส่วนระบบลิเทียม-อะลูมิเนียม-โบรอน-ไฮโดรเจน พบว่าสัดส่วนโดยโมลของลิเทียมอะลูมิเนียมไฮไดรค์ต่อลิเทียมโบโรไฮไดรด์ที่ 2:1 ปลดปล่อยไฮโดรเจนได้สูงสุด 6.6% โดยน้ำหนัก ระหว่างอุณหภูมิ 100℃ ถึง 220℃ การเติม 1% โดยโมลของตัวเร่งปฏิกิริยาได้แก่ ไททาเนียมไตรคลอไรด์(TiCl₃) ไททาเนียมไดออกไซด์ (TiO₂) วานาเดียมไตรคลอไรด์ (VCl₃) หรือเซอรโครเนียมเตตระคลอไรด์(ZrCl₄) พบว่า สำหรับลิเทียมอะลูมิเนียมไฮไดรด์ตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถลดอุณหภูมิการปลดปล่อยไฮโดรเจนทั้งสองขั้นตอน และปลดปล่อยไฮโดรเจนได้มากขึ้น สำหรับลิเทียมโบโรไฮไดรด์ ตัวเร่งปฏิกิริยาทำให้เกิดปฏิกิริยาผันกลับไต้อย่างน้อย 3 วัฎจักร ส่วนสารผสมระหว่างลิเทียมอะลูมิเนียมไฮไดรด์และลิเทียมโบโรไฮไดรด์ พบว่าสารผสมที่เติมไททาเนียมไตรคลอไรด์สามารถปลดปล่อยไฮโดรเจนได้ที่อุณหภูมิตํ่าสุดคือ 40℃ การเพิ่มปริมาณไททาเนียมไตรคลอไรด์เป็น 3% และ 5% โดยน้ำหนัก ทำให้สารผสมปลดปล่อยไฮโดรเจนไต้น้อยลงเมื่อปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น และไม่เกิดเกิดปฏิกิริยาผันกลับ นอกจากนี้พบว่าลิเทียมอะลูมิเนียมไฮไดรด์และสารผสมลิเทียมอะลูมิเนียมไฮไดรด์และลิเทียมโบโรไฮไดรด์เปลี่ยนรูปไปเป็นอะลูมิเนียม (Al) และ ลิเทียมไฮไดรด์ (LiH) หลังการปลดปล่อยไฮโดรเจนซึ่งสอดคล้องกับปฏิกิริยาการสลายตัวของลิเทียมอะลูมิเนียมไฮไดรด์
Description: Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2010
Degree Name: Master of Science
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Petrochemical Technology
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/68174
Type: Thesis
Appears in Collections:Petro - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Labhatrada_ph_front_p.pdf1.02 MBAdobe PDFView/Open
Labhatrada_ph_ch1_p.pdf648.68 kBAdobe PDFView/Open
Labhatrada_ph_ch2_p.pdf1.31 MBAdobe PDFView/Open
Labhatrada_ph_ch3_p.pdf853.32 kBAdobe PDFView/Open
Labhatrada_ph_ch4_p.pdf1.91 MBAdobe PDFView/Open
Labhatrada_ph_ch5_p.pdf642.38 kBAdobe PDFView/Open
Labhatrada_ph_back_p.pdf992.42 kBAdobe PDFView/Open


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