Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/80623
| Title: | การเตรียมแมงกานีสไดออกไซด์จากแบตเตอรี่อัลคาไลน์ที่ผ่านการใช้งานแล้วเพื่อใช้ในแบตเตอรี่สังกะสี-ไอออน |
| Other Titles: | Preparation of MnO₂ from Spent Alkaline Battery for Zinc-ion Battery Application |
| Authors: | ณัฐวรรณ ดวงแก้ว พิไลพร พึ่งสันเทียะ |
| Advisors: | รจนา พรประเสริฐสุข |
| Other author: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์ |
| Subjects: | แมงกานีสออกไซด์ แบตเตอรี่ สังกะสี Manganese oxides Electric batteries Zinc |
| Issue Date: | 2563 |
| Publisher: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย |
| Abstract: | งานวิจัยนี้ผู้วิจัยต้องการศึกษาการกู้คืนของแมงกานีสในรูปของแมงกานีสไดออกไซด์จาก แบตเตอรี่อัลคาไลน์ที่ผ่านการใช้งานแล้ว เพื่อจะนำไปใช้งานใหม่ในแบตเตอรี่สังกะสีไอออน โดยผู้วิจัยได้ ทำการชะละลายอัตราส่วนของผงขั้วแคโทดของแบตเตอรี่แอลคาไลน์ที่ผ่านการใช้งานแล้วซึ่งมีเฟส ZnxMn₃-xO₄. ที่อัตราส่วน โดยน้ำหนักผงขั้วแคโทดต่อปริมาตรกรดซัลฟิลริกที่ 1:10, 1:15 และ 1:20 (g/ml) โดยพบว่ามีประสิทธิภาพการชะละลายที่ 52, 79 และ 103% ตามลำดับ ต่อมาผู้วิจัยนำสารละลายที่ได้จากการชะละลายด้วยกรดนำมาสังเคราะห์แมงกานีสไดออกไซด์ในรูปของ เฟส α และ y ด้วยกระบวนการไฮโดรเทอร์มัล ผลที่ได้พบว่าสามารถสังเคราะห์ผง α -MnO₂ และ y-MnO₂ ที่มีลักษณะสัณฐานเป็นเส้นใย และผลึกรูปเข็มระดับนาโนเมตรเรียงตัวคล้ายหอยเม่น ตามลำดับ จากนั้นจึงได้นำที่อัตราส่วนผงขั้วแคโทดต่อกรดซัลฟิวริก 1:20 มาเตรียมเป็นวัสดุเชิงประกอบ MnO₂ /คาร์บอน โดยใช้คาร์บอนพรุนแบบที่ได้รับโดยตรง (C) และแบบที่มีการปรับสภาพผิว (SC) พบว่า α -MnO₂ และ y-MnO₂ โดย y-MnO₂ จะสามารถเคลือบโดยรอบอนุภาคคาร์บอนได้ดีกว่า และจากการวิเคราะห์องค์ประกอบเคมีด้วยเทคนิค EDS พบเพียง Mn, O, และ C นอกจากนี้ยังสามารถเตรียม α-MnO₂, α-MnO₂/C, α-MnO₂/SC, y-MnO₂, y-MnO₂/SC โดยมีประสิทธิภาพการกู้คืนแมงกานีสจากผงแคโทดของแอลคาไลน์ที่ผ่านการใช้งานแล้วอยู่ที่ 95.42 ± 22.76, 68.63, 57.63, 46.01 ± 5.38, 38.61%, ตามลำดับ |
| Other Abstract: | This research was aimed to recover manganese in a form of manganese dioxide from the cathode powder of spent alkaline batteries and reuse in the secondary zinc-ion application. The cathode powder in the spent alkaline batteries had a phase of ZnxMn₃-xO₄. The leaching process was performed using the mass ratios of cathode powder to the volume of sulfuric acid at 1:10, 1:15 and 1:20 (g:ml), and the results showed the leaching efficiencies of 52, 79 and 103%, respectively. The manganese dioxide in the form of α and y phases was subsequently synthesized by hydrothermal processes. The XRD and SEM results confirmed that α-MnO₂ and y -MnO₂ phases nanofiber and nano-urchin structures ware obtained, respectively. The leaching solution at ratio of cathode powder to sulfuric acid of 1:20 (g:ml) was then used to prepare MnO₂/porous carbon (MnO₂/C) and MnO₂/surface-treated porous carbon (MnO₂/SC). α-MnO₂ and y-MnO₂ were successfully coated on porous carbon, and according to the EDS analysis, only Mn, O, and C were observed. Therefore, in this study, the α-MnO₂, α-MnO₂/C, α-MnO₂/SC, y-MnO₂, y-MnO₂/SC could be prepared, with Mn recovery efficiencies of 95.42 ± 22.76, 68.63, 57.63, 46.01 ± 5.38, 38.61%, respectively. |
| Description: | โครงงานเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรปริญญาวิทยาศาสตรบัณฑิต แขนงวิชาเซรามิกและวัสดุศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ปีการศึกษา 2563 |
| URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/80623 |
| Type: | Senior Project |
| Appears in Collections: | Sci - Senior Projects |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| 63-SP-MATSCI-022 - Natthawan Du_2563.pdf | 37.85 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.