Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/64950
Title: Preparation of palladium-based electrocatalysts for direct ethanol fuel cells
Other Titles: การเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงไฟฟ้าฐานแพลเลเดียมสำหรับเซลล์เชื้อเพลิงชนิดเอทานอลโดยตรง
Authors: Thantakorn Nitaya
Advisors: Kejvalee Pruksathorn
Kunakorn Poochinda
San Ping Jiang
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Science
Advisor's Email: Kejvalee.P@Chula.ac.th
Kunakorn.P@Chula.ac.th
S.Jiang@Curtin.edu.au
Issue Date: 2018
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: This research was to investigate the effect of palladium-based catalyst and supporting materials for direct ethanol fuel cell in alkaline media. The studied variables were the secondary metal (gold, ruthenium, and tungsten), types of support (carbon Vulcan, carbon nanotubes). Regarding the secondary metal incorporation, Pd99W1/C resulted in a significant enhancement in activity and stability for ethanol and methanol electrooxidation. In contrast with glycerol oxidation, Pd99Au1/C exhibited a better activity and stability than other catalysts.  With the surface functionalization of carbon nanotube support, it was clear that the acid oxidation of carbon nanotube gave a poor palladium catalytic performance for ethanol oxidation compared with functionalized polyethyleneimine (PEI-CNT). Moreover, the activity and stability of the catalysts were improved by self-assembly PEI-CNT with phosphotungstic acid. For self-assembled PEI-CNT, 30% Pd was the most suitable loading of ethanol oxidation. Furthermore, the utilization of the nickel single atom catalyst as a new type of supporting material was performed. The results demonstrated that the use of this support can enhance the catalytic performance of palladium for alcohol oxidation. Finally, the study of the ethanol oxidation mechanism revealed that the acetate ion was the final product and acetaldehyde was still the active intermediate. It can be concluded that the catalytic activity of palladium did not cause the carbon session in ethanol structure.
Other Abstract: งานวิจัยนี้ศึกษาผลการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาฐานแพลเลเดียมสำหรับเซลล์เชื้อเพลิงชนิดเอทานอลโดยตรง ตัวแปรที่ศึกษา ได้แก่ ชนิดของโลหะตัวที่สอง (ทอง รูทีเนียม และทังสเตน ) ชนิดของตัวรองรับ (คาร์บอนวัลแคน และ ท่อนาโนคาร์บอน) และวิธีในการปรังปรุงพื้นผิวของตัวรองรับ และศึกษากลไกการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของเอทานอลด้วยเทคนิคเคมีไฟฟ้า ในส่วนแรกพบว่า การใช้โลหะผสมแพลเลเดียมและทังสเตนส่งผลอย่างมีนัยสำคัญในการเพิ่มกัมมันตภาพและเสถียรภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาออกซิเดชันของเอทานอลและเมทานอล อย่างไรก็ตามสำหรับกลีเซอรอลตัวเร่งปฏิกิริยาที่ให้สมรรถนะที่ดีคือโลหะผสมแพลเลเดียมและทอง ในขณะที่การปรับปรุงพื้นผิวของตัวรองรับท่อนาโนคาร์บอน พบว่าการปรับปรุงด้วยวิธีออกซิเดชันด้วยกรดให้สมรรถนะของตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับเชื้อเพลิงเอทานอลต่ำกว่าการปรับปรุงด้วยพอลิเอทีลีนอิมีน อย่างไรก็ตามกัมมันตภาพและเสถียรภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาดีขึ้นเมื่อใช้ตัวรองรับที่เตรียมด้วยวิธีการจัดวางโมเลกุลอย่างเป็นระเบียบได้ด้วยตนเองกับเฮเทอโรพอลิแอซิด ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียมที่ร้อยละ30 เป็นปริมาณที่เหมาะสมสำหรับปฏิกิริยาเอทานอลออกซิเดชัน ในการศึกษาตัวรองรับที่ใช้อะตอมเดี่ยวของโลหะนิกเกิลบนตัวรองรับท่อนาโนคาร์บอน พบว่าตัวรองรับนี้สามารถเพิ่มสมรรถนะการเกิดปฏิกิริยาแอลกอฮอล์ออกซิเดชันของตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียมได้ดี การศึกษากลไกการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของเอทานอลพบว่าอะซิเตทไอออนเป็นผลิตภัณฑ์สุดท้าย ในขณะที่อะซีทาลดีไฮด์ยังเป็นผลิตภัณฑ์ระหว่างทางที่ยังมีความว่องไวอยู่ จึงอาจสรุปได้ว่าตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียมจะไม่ไปตัดโครงสร้างคาร์บอนของเอทานอล
Description: Thesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2018
Degree Name: Doctor of Philosophy
Degree Level: Doctoral Degree
Degree Discipline: Chemical Technology
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/64950
URI: http://doi.org/10.58837/CHULA.THE.2018.87
metadata.dc.identifier.DOI: 10.58837/CHULA.THE.2018.87
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
5672905823.pdf4.41 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.