Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/75423
Title: | Development of sulfonated poly(ether ketone ether sulfone) (S-PEKES) as proton exchange membrane (PEM) for using in direct methanol fuel cell (DMFC) |
Other Titles: | การพัฒนาพอลีอีเทอร์คีโตนอีเทอร์ซัลโฟนที่ผ่านกระบวนการซัลโฟเนชั่นแล้วเพื่อเป็นเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอนสำหรับใช้งานในเซลล์เชื้อเพลิงแบบเมทานอลโดยตรง |
Authors: | Sairung Changkhamchom |
Advisors: | Anuvat Sirivat |
Other author: | Chulalongkorn University. The Petroleum and Petrochemical College |
Advisor's Email: | Anuvat.S@Chula.ac.th |
Subjects: | Methanol as fuel Polyethers เชื้อเพลิงเมทานอล โพลิอีเทอร์ |
Issue Date: | 2013 |
Publisher: | Chulalongkorn University |
Abstract: | Poly(ether ketone ether sulfone) (PEKES),was synthesized by nucleophilic aromatic substitution polycondensation between bisphenol S and 4,4'-difluoro-benzophenone (system A), and between bisphenol S and 4,4'-dichlorobenzophenone (system B). Properties of both post-sulfonated polymers are compared with those of a commercial PEEK 150XF from Victrex and Nafion 117. Advantages of the synthesized PEKES is the better solubility of PEKES in H₂SO₄ relative to PEEK 150XF which results in higher sulfonation degrees, the carbonyl groups (-C=O) and the sulfone groups (-SO₂-) in polymer backbone, which promote the chain stiffness and thermal stability. The sulfonated polymer samples were characterized by FTIR, ¹H-NMR, TGA, and LCR meter, and the degree of sulfonation (DS) was determined. The ion exchange capacity (IEC), the water uptake (%), the dielectric permittivity (έ), and the electrical conductivity increase monotonically with increasing DS. The proton conductivity values of S-PEKES of the highest DS are comparable with that of Nafion 1 17. The methanol, mechanical and oxidative stabilities of S-PEKES and S-PEEK 150XF membranes are relatively higher than those of Nafion 117. Furthermore, the composite proton exchange membranes based on S-PEKES incorporated various types of zeolite such as molecular sieve 3A, 4A, 5A, and ZSM-5 were developed for using as proton exchange membrane. |
Other Abstract: | พอลิอีเทอร์คีโทนอีเทอร์ซัลโฟน (PEKES) ได้ถูกสังเคราะห์ขึ้นจากปฏิกิริยา nucleophilic aromatic substitution polycondensation ระหว่าง bisphenol S และ 4,4'-difluoro-benzophenone (ระบบ A) และระหว่าง bisphenol S และ 4,4'-dichlorobenzophenone (ระบบ B) คุณสมบัติของพอลิเมอร์ภายหลังทำปฏิกิริยาซัลโฟเนชันแล้วจะถูกวิเคราะห์เปรียบเทียบกับพอลิอีเทอร์อีเทอร์คีโตน (PEEK 150XF) และแนฟิออน (Nafion 117) ที่มีขายในท้องตลาด คุณประโยชน์ของ PEKES ที่เหนือกว่า PEEK 150XF คือสามารถละลายในกรดซัลฟิวริกได้ดีกว่า ซึ่งทำให้หมู่ซัลโฟนิกเข้าไปติดที่สายโซ่พอลิเมอร์ได้ง่ายและเพิ่มขึ้น หมู่คาร์บอนิลและซัลโฟนที่อยู่ในสายโซ่พอลิเมอร์จะทำให้สายโซ่พอลิเมอร์มีความแข็งและมีความเสถียรต่อเชิงความร้อน พอลิเมอร์ที่ผ่านกระบวนการซัลโฟเนชันแล้วจะถูกวิเคราะห์ด้วยเทคนิค FTIR, ¹H-NMR, TGA, และ LCR meter ระดับการยึดติดของหมู่ซัลโฟนิก (Degree of sulfonation, DS) และค่าการแลกเปลี่ยนอิออน (Ion Exchange Capacity, IEC) และค่าการดูดซับน้ำ (Water uptake %) และค่า dielectric permittivity (έ) มีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อจำนวนหมู่ซัลโฟนิกที่ยึดเกาะสายโซ่มีมากขึ้น ค่าการนำโปรตอนของ SPEKES ที่มีค่า DS สูงสุดมีค่าใกล้เคียงกันกับค่าของ Nafion 117 ส่วนค่าความทนทานต่อเมทานอล เสถียรภาพเชิงกลและเชิงความร้อนก็มีค่าสูงกว่า Nafion 117 อีกด้วย นอกจากนี้ในงานวิจัยของเราได้มีการพัฒนาคอมพอสิทเมมเบรนจาก S-PEKES ที่ทำการเติมสารซีโอไลท์หลายชนิด เช่น molecular sieve 3A, 4A, 5A และ ZSM-5 เพื่อนำมาเป็นเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอนด้วย |
Description: | Thesis (Ph.D)--Chulalongkorn University, 2013 |
Degree Name: | Doctor of Philosophy |
Degree Level: | Doctoral Degree |
Degree Discipline: | Polymer Science |
URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/75423 |
URI: | http://doi.org/10.14457/CU.the.2013.2045 |
metadata.dc.identifier.DOI: | 10.14457/CU.the.2013.2045 |
Type: | Thesis |
Appears in Collections: | Petro - Theses |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
Sairung_ch_front_p.pdf | Cover and abstract | 958.32 kB | Adobe PDF | View/Open |
Sairung_ch_ch1_p.pdf | Chapter 1 | 774.1 kB | Adobe PDF | View/Open |
Sairung_ch_ch2_p.pdf | Chapter 2 | 1.22 MB | Adobe PDF | View/Open |
Sairung_ch_ch3_p.pdf | Chapter 3 | 1.58 MB | Adobe PDF | View/Open |
Sairung_ch_ch4_p.pdf | Chapter 4 | 1.63 MB | Adobe PDF | View/Open |
Sairung_ch_ch5_p.pdf | Chapter 5 | 1.44 MB | Adobe PDF | View/Open |
Sairung_ch_ch6_p.pdf | Chapter 6 | 1.34 MB | Adobe PDF | View/Open |
Sairung_ch_ch7_p.pdf | Chapter 7 | 665.32 kB | Adobe PDF | View/Open |
Sairung_ch_back_p.pdf | Reference and appendix | 1.08 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.