การเตรียมขั้วไฟฟ้าโลหะผสมนิกเกิล-คอปเปอร์โดยการพอกพูนด้วยไฟฟ้าแบบเป็นช่วงสำหรับการเกิดไฮโดรเจนแบบรีดักชัน

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาการเตรียมขั้วไฟฟ้าโลหะผสมนิกเกิล-ทองแดง เพื่อใช้ในการผลิตไฮโดรเจน โดยทำการเตรียมขั้วไฟฟ้าโลหะผสมนิกเกิล-ทองแดงโดยใช้การพอกพูนด้วยไฟฟ้าแบบกระแสตรงและการให้กระแสแบบเป็นช่วงในสารละลายซัลเฟต ในการพอกพูนด้วยไฟฟ้าแบบกระแสตรงมีตัวแปรที่ศึกษา คือ ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าที่ 10 50 100 150 และ 300 มิลลิแอมแปร์ต่อตารางเซนติเมตรโดยกำหนดค่าประจุไฟฟ้าให้คงที่ที่ 150 คูลอมบ์ต่อตารางเซนติเมตร ส่วนการพอกพูนด้วยไฟฟ้าแบบเป็นช่วงนั้นมีตัวแปรที่ศึกษา คือ ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าสูงสุด เวลาในการให้กระแสไฟฟ้า เวลาในการหยุดให้กระแสไฟฟ้า โดยกำหนดค่าประจุไฟฟ้าให้คงที่ที่ 15 คูลอมบ์ต่อตารางเซนติเมตรและทำการศึกษาผลของลักษณะผิวของซับสเตรทก่อนการพอกพูนและอุณหภูมิที่ใช้ในการพอกพูน (25 50 และ 75 องศาเซลเซียส) จากการทดลองพบว่าขั้วไฟฟ้าโลหะผสมนิกเกิล-ทองแดงนั้นจะให้ประสิทธิภาพในการผลิตไฮโดรเจนได้ดีกว่าขั้วไฟฟ้านิกเกิลบริสุทธิ์และทองแดงบริสุทธิ์ โดยเมื่อเพิ่มค่าความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าจะส่งผลให้องค์ประกอบของนิกเกิลเพิ่มขึ้นและทองแดงลดลง ซึ่งเมื่อองค์ประกอบของทองแดงลดลงนั้นจะส่งผลให้ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าแลกเปลี่ยนสำหรับปฏิกิริยาการเกิดไฮโดรเจนมีค่าลดลงด้วย ในการพอกพูนด้วยไฟฟ้ากระแสตรงจะให้ค่าความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าแลกเปลี่ยนสูงกว่าการพอกพูนด้วยกระแสไฟฟ้าแบบเป็นช่วงซึ่งการเตรียมพื้นผิวโดยไม่ใช้ผงอะลูมิเนียมที่อุณหภูมิ 75 องศาเซลเซียส ที่ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าที่ 10 มิลลิแอมแปร์ต่อตารางเซนติเมตร ที่ค่าประจุไฟฟ้าเท่ากับ 150 คูลอมบ์ต่อตารางเซนติเมตร ที่ทำการพอกพูนด้วยไฟฟ้าแบบกระแสตรงจะให้ค่าความหนาแน่นกระแสแลกเปลี่ยนสูงที่สุดที่ 8.91Χ10⁻⁴ แอมแปร์ต่อตารางเซนติเมตร ซึ่งให้ขั้วไฟฟ้าโลหะผสมที่มีอัตราส่วนของนิกเกิลต่อทองแดงที่ 8:92 โดยเมื่อค่าความหนาแน่นกระแสแลกเปลี่ยนสูงจะส่งผลถึงพลังงานที่ใช้ในการเกิดไฮโดรเจนที่ต่ำลง