Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/77600
| Title: | การเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา NiCos สำหรับแบตเตอรี่สังกะสี-อากาศที่ประจุไฟฟ้าได้ |
| Other Titles: | Preparation of NiCos catalysts for rechargeable Zinc-Air batteries |
| Authors: | ณัฐสิทธิ์ ตั้งเอี่ยมสกุล |
| Advisors: | นิสิต ตัณฑวิเชฐ |
| Other author: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์ |
| Subjects: | แบตเตอรี่ ตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิล Electric batteries Nickel catalysts |
| Issue Date: | 2562 |
| Publisher: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย |
| Abstract: | การสังเคราะห์นิกเกิลโคบอลต์ซัลไฟด์ (NiCoS) บนตัวรองรับคาร์บอนที่สังเคราะห์ด้วยวิธี ไฮโดรเทอร์มอลและโซลโวเทอร์มอล เพื่อใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสองหน้าที่สำหรับปฏิกิริยาออกซิเจน รีดักชัน (oxygen reduction, ORR) และออกซิเจนอีโวลูชัน (oxygen evolution, OER) เพื่อใช้ งานกับแบตเตอรี่สังกะสี-อากาศขั้นทุติยภูมิ จากการทดลองพบว่าการสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยา นิกเกิลโคบอลต์ซัลไฟด์บนตัวรองรับคาร์บอน (NiCo₂S₄/CB) โดยใช้ตัวทำละลายเป็นเอทิลีนไกลคอลมีประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาออกซิเจนรีดัชันและออกซิเจนอีโวลูชันได้ดีกว่าสังเคราะห์ ด้วยตัวทำละลายน้ำ นอกจากนี้ยังศึกษาผลของตัวรองรับคาร์บอน (CB) ตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิล โคบอลต์ซัลไฟด์ที่มีตัวรองรับคาร์บอน (NiCo₂S₄/CB) ให้ประสิทธิภาพดีกว่าที่ไม่มีตัวรองรับ คาร์บอน และยังสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยอัตราส่วน นิกเกิล/โคบอลต์ อื่น ๆ พบว่า นิกเกิล โคบอลต์ซัลไฟด์บนตัวรองรับคาร์บอน (NiCo₂S₄/CB) มีประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาสูงที่สุด ยัง สูงกว่าตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลโคบอลต์ออกไซด์บนตัวรองรับคาร์บอน (NiCo₂O₄/CB) ที่นิยมใช้งาน ในปัจจุบัน เมื่อนำมาเปรียบเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินัมบนตัวรองรับคาร์บอนเชิงพาณิชย์ (Pt/C) แม้ว่านิกเกิลโคบอตล์ซัลไฟต์บนตัวรองรับคาร์บอน (NiCo₂S₄/CB) จะยังมีความสามารถใน การเร่งปฏิกิริยาออกซิเจนรีดักชันด้อยกว่า แต่สำหรับปฏิกิริยาออกซิเจนอีโวลูชัน นิกเกิลโคบอตล์ซัลไฟต์บนตัวรองรับคาร์บอนมีประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาสูงกว่าแพลทินัมบนตัวรองรับ คาร์บอนเชิงพาณิชย์ (Pt/C) มาก ในส่วนของการทดสอบประสิทธิภาพของแบตเตอรี่สังกะสี-อากาศ พบว่าแบตเตอรี่สังกะสี-อากาศ ที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินัมบนตัวรองรับคาร์บอนเชิงพาณิชย์ (Pt/C) ให้ศักย์ไฟฟ้าและความหนาแน่นพลังงานสูงกว่าแบตเตอรี่สังกะสี-อากาศที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา นิกเกิลโคบอลต์ซัลไฟด์บนตัวรองรับคาร์บอน (NiCo₂S₄/CB) แต่เสถียรภาพและการนำกลับมาใช้ งานซ้ำ มีจำนวนรอบที่ต่ำกว่า |
| Other Abstract: | Nickel cobalt sulfide nanoparticles were synthesized on carbon black (CB) through the hydrothermal and solvothermal methods as nonprecious bifunctional catalysts for the oxygen reduction and oxygen evolution reactions (ORR/OER) to use in rechargeable Zn-air batteries (ZAB). It was found that NiCo₂S₄/CB was more suitable to be synthesized using ethylene glycol as the dispersing agent than water and had the better ORR/OER electroactivities than NiCoS having the other Ni/Co ratios. NiCo₂S₄ shows significant enhancement in electrocatalytic activities when incorporated with CB to form NiCo₂S₄/CB. NiCo₂S₄/CB had superior ORR/OER electrocatalytic activities over NiCo₂O₄/CB. Despite having substantially inferior electrocatalytic activity for ORR compared to Pt/C, NiCo₂S₄/CB showed significantly superior electrocatalytic activity for OER over Pt/C, which indicated the better overall bifunctional electrocatalyst for ORR/OER. In terms of performance testing of Zn-air batteries found that the Zn-air batteries with platinum commercial catalysts on carbon support (Pt/C) to provide potential and energy density higher than zinc-air batteries using a nickel cobalt sulfide catalyst on carbon black (NiCo₂S₄/CB), but stability and re-usability have much lower. Overall, the nickel cobalt sulfide catalyst on a carbon supporter is a better bifunctional catalyst for ORR/OER than platinum commercial catalysts on carbon support. |
| Description: | วิทยานิพนธ์ (วท.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2562 |
| Degree Name: | วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต |
| Degree Level: | ปริญญาโท |
| Degree Discipline: | เคมีเทคนิค |
| URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/77600 |
| URI: | http://doi.org/10.58837/CHULA.THE.2019.566 |
| metadata.dc.identifier.DOI: | 10.58837/CHULA.THE.2019.566 |
| Type: | Thesis |
| Appears in Collections: | Sci - Theses |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| 6072051523.pdf | 3.5 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.