การเตรียมแผ่นนำกระแสไฟฟ้าแบบสองขั้วจากคาร์บอนคอมพอสิตที่มีพอลิอะนิลีน

Abstract

ในงานวิจัยนี้ศึกษาการเตรียมแผ่นนำกระแสไฟฟ้าแบบสองขั้วจากคาร์บอนคอมพอสิตผสมพอลิอะนิลีนซึ่งเป็นพอลิเมอร์นำไฟฟ้า เพื่อช่วยเพิ่มค่าการนำไฟฟ้าโดยใช้คาร์บอน 3 ชนิด ได้แก่ RGN, BDH, ผงแปรงถ่าน รวมทั้งศึกษาสมบัติทางไฟฟ้าและเชิงกล ผลการทดลอง พบว่าผงแปรงถ่านและ BDH ให้ค่าการนำไฟฟ้าที่ใกล้เคียงกัน (ค่าการนำไฟฟ้า 14.8 ซีเมนส์ต่อเซนติเมตร) และมากกว่า RGN เมื่อปรับปรุงค่าการนำไฟฟ้าโดยนำผงแปรงถ่านไปทำการปรับสภาพด้วยกรด พบว่า ค่าการนำไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ในการศึกษาผลของการเติมพอลิอะนิลีน พบว่าพอลิอะนิลีนนาโนไฟเบอร์จะส่งผลให้ค่าการนำไฟฟ้าเพิ่มขึ้น แต่จะทำให้สมบัติเชิงกลลดลง วิธีในการเตรียมแผ่นคอมพอสิตโดยทำการผสมผงแปรงถ่านลงไปในขั้นตอนการสังเคราะห์พอลิอะนิลีนนาโนไฟเบอร์เพื่อให้ผงแปรงถ่านและพอลิอะนิลีนนาโนไฟเบอร์ผสมเป็นเนื้อเดียวกันได้ดีขึ้นจะช่วยปรับปรุงค่าการนำไฟฟ้า แต่สมบัติเชิงกลลดลง ดังนั้นการปรับปรุงสมบัติเชิงกลทำโดยเติมสารเติมแต่ง คือ เส้นใยคาร์บอนและท่อคาร์บอนนาโน พบว่า เส้นใยคาร์บอนและท่อคาร์บอนนาโนช่วยปรับปรุงสมบัติทางไฟฟ้าและสมบัติเชิงกลให้ดีขึ้น เมื่อนำแผ่นคาร์บอนคอมพอสิตมาใช้งานในเซลล์เชื้อเพลิง โดยส่วนผสมของแผ่นคอมพอสิต ประกอบด้วย พอลิอะนิลีนนาโนไฟเบอร์ร้อยละ 7 โดยน้ำหนัก เส้นใยคาร์บอนร้อยละ 20 โดยน้ำหนัก และผงแปรงถ่านที่ปรับสภาพร้อยละ 60 โดยน้ำหนัก เมื่อนำแผ่นคาร์บอนคอมพอสิตมาใช้กับเซลล์เชื้อเพลิง พบว่าให้ค่าความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า 219 มิลลิแอมแปร์ต่อตารางเซนติเมตร ที่ความต่างศักย์ 0.6 โวลต์ แต่ยังน้อยกว่าแผ่นนำกระแสไฟฟ้าแบบสองขั้วทางการค้าชนิดแกรไฟต์ (383 มิลลิแอมป์ต่อตารางเซนติเมตร)