การเตรียมพอลิเมอร์นำไฟฟ้าห่อหุ้มอนุภาคสังกะสีออกไซด์และการประยุกต์ใช้เป็นขั้วแอโนดของแบตเตอร์รี่สังกะสีไอออน

Abstract

งานวิจัยนี้สนใจศึกษาการและเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการลดการเกิดปฏิกิริยากัดกร่อนที่ ขั้วแอโนดสังกะสีออกไซด์ ด้วยวัสดุพอลิเมอร์นำไฟฟ้า 2 ชนิด ได้แก่ พอลิไพโรล และพอลิอะนิลีน โดยวัสดุเชิง ประกอบของพอลิเมอร์นำไฟฟ้า/สังกะสีออกไซด์ถูกสังเคราะห์โดยวิธีอินซิทูพอลิเมอไรเซชัน และกระบวนการ โซโนเคมีคัล โดยองค์ประกอบในการศึกษามุ่งเน้นศึกษาภาวะที่เหมาะสมในการสังเคราะห์วัสดุเชิงประกอบพอ ลิเมอร์นำไฟฟ้า/สังกะสีออกไซด์ โดยใช้อัตราส่วนโมลของมอนอเมอร์ ต่อแอมโมเนียมเปอร์ซัลเฟตที่แตกต่าง กัน ได้แก่ 1:0.5, 1:1 และ 1:1.5 ตามลำดับ และใช้อัตราส่วนโมลของมอนอเมอร์:กรดไฮโดรคลอริกที่แตกต่าง กัน 1:0.5, 1:0.75, 1:1, 1:2, 1:4, และ1:6 ตามลำดับ โดยลักษณะสัณฐานวิทยาของวัสดุเชิงประกอบพอลิเม อร์นำไฟฟ้า/สังกะสีออกไซด์ที่สังเคราะห์ได้ถูกวิเคราะห์ด้วยเทคนิคกล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราดพบว่า สัณฐานของพอลิเมอร์นำไฟฟ้าของ พอลิไพโรล หรือพอลิอะนิลีน มีลักษณะเป็นแผ่นกระจายอยู่ร่วมกับอนุภาค ที่เป็นแท่งของสังกะสีออกไซด์ และการโครงสร้างทางเคมีหมู่ฟังก์ชันทางเคมีของพอลิไพโรลและพอลิอะนิลีนที่ถูกสังเคราะห์ขึ้นนั้นถูกยืนยันด้วยเทคนิคฟูเรียร์ทรานส์ฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรสโคปี หลังจากนั้นวัสดุเชิง ประกอบพอลิเมอร์นำไฟฟ้า/สังกะสีออกไซด์นั้นถูกนำไปขึ้นรูปขั้วไฟฟ้าเพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการลด การเกิดปฏิกิริยากัดกร่อนที่ขั้วแอโนด และศึกษาประสิทธิภาพการกักเก็บพลังงานไฟฟ้าของขั้วไฟฟ้าแอโนด จากวัสดุเชิงประกอบของพอลิเมอร์นำไฟฟ้า/สังกะสีออกไซด์ที่สังเคราะห์ได้ โดยจากการวิเคราะห์สมบัติทาง ไฟฟ้าเคมีด้วยเทคนิคไซคลิกโวททาเมทรี และเทคนิคทาเฟล เอ็กซ์ทราโพเรชันพบว่าวัสดุเชิงประกอบพอลิเม อร์นำไฟฟ้า/สังกะสีออกไซด์ ที่อัตราส่วนไพโรลมอนอเมอร์และกรดไฮโดรคลอริกที่ 1:0.75 ให้ค่าประสิทธิภาพ การยับยั้งการกัดกร่อนที่ดีที่สุด คือที่ร้อยละการยับยั้ง 69.88 เปอร์เซนต์ จึงนำมาทำการเลือกอัตราส่วนที่ดี ที่สุดเพื่อนำไปขึ้นรูปเป็นแบตเตอรี่ที่มีขั้วแคโทดเป็น นิกเกิลไฮดรอกไซด์ เพื่อวิเคราะห์สมบัติทางไฟฟ้าเคมีด้วย เทคนิคกัลวาโนสแตติก ชาร์ท ดิสชาร์ท พบว่าสามารถให้ค่าการเก็บประจุไฟฟ้า คือ 458 มิลลิแอมแปร์ชั่วโมง ต่อกรัม ที่กระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์ต่อกรัม