การเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินัม/รูทิเนียมรองรับบนคาร์บอนด้วยการพอกพูนโดยไม่ใช้ไฟฟ้าในเซลล์เชื้อเพลิงพีอีเอ็ม

Abstract

ในระบบการท างานของเซลล์เชือ้ เพลิงพีอีเอ็มจะใช้โลหะแพลทินัมเป็ นตัวเร่งปฏิกิริยา แต่แพลทินัมมีราคาแพงและไม่สามารถทนต่อแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ได้ ท าให้เกิดความ สูญเสียต่อประสิทธิภาพของเซลล์เชือ้ เพลิงอย่างมากเมื่อแก๊สไฮโดรเจนที่ใช้เป็ นเชือ้ เพลิงมี แก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์เจือปนอยู่ ด้วยเหตุนีจ้ ึงได้มีการน าตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะผสมของ แพลทินัมมาใช้แทนตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินัมในด้านแอโนดของเซลล์เชือ้ เพลิง โดยงานวิจัยนี ้ ท าการศึกษาการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินัม/รูทิเนียมรองรับบนคาร์บอนด้วยวิธีการพอก พูนโดยไม่ใช้ไฟฟ้ า ส าหรับใช้งานทางด้านแอโนดของเซลล์เชือ้ เพลิงพีอีเอ็ม โดยศึกษาหา ภาวะที่เหมาะสมในการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินัม/รูทิเนียม ซึ่งตัวแปรที่ศึกษามีดังนี ้อัตราส่วนโดยอะตอมของโลหะแพลทินัมต่อรูทิเนียม การปรับปรุงตัวรองรับคาร์บอน ความ เข้มข้นของสารตัง้ ต้นโลหะ ชนิดของสารรีดิวซ์ และความเข้มข้นของสารรีดิวซ์ จากนัน้ ท าการ ทดสอบสมบัติทางกายภาพและทางเคมีไฟฟ้ าของตัวเร่งปฏิกิริยาที่เตรียมได้ด้วยเทคนิคการ เลีย้ วเบนของรังสีเอกซ์ (XRD) เอกซ์เรย์สเปคโทรสโคปี แบบกระจายพลังงาน (EDX) โพราไรเซ ชัน ไซคลิกโวลแทมเมทรี และอิมพีแดนซ์สเปคโทรสโคปี พบว่า ภาวะที่เหมาะสมส าหรับการ เตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินัม/รูทิเนียม คือ ที่อัตราส่วนโดยอะตอมของแพลทินัมต่อรูทิเนียม เท่ากับ 1:0.5 บนตัวรองรับคาร์บอนที่ผ่านการปรับปรุงด้วยกรด ความเข้มข้นของกรดเฮกซะ คลอโรแพลทินิคและรูทิเนียมคลอไรด์ 10 และ 10 กรัมต่อลิตร ตามล าดับ โดยใช้กรดฟอร์มิก ความเข้มข้นเท่ากับ 0.15 โมลต่อลิตรเป็ นสารรีดิวซ์ เมื่อน าตัวเร่งปฏิกิริยาที่เตรียมจากภาวะที่ ดีที่สุดนีม้ าทดสอบประสิทธิภาพความทนต่อแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ของเซลล์เชือ้ เพลิง พบว่า ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินัม/รูทิเนียมสามารถทนต่อแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ได้ดีกว่า ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินัมบริสุทธิ์