ขั้วไฟฟ้าเก็บประจุพลังงานยิ่งยวดเชิงแสงฐานพอลิอะนิลีน

ณัฏฐ์สิมา คงสืบชาติ; อภิสสรา สกุลพิทักษ์

dc.contributor.advisor	ประสิทธิ์ พัฒนะนุวัฒน์
dc.contributor.advisor	ประณัฐ โพธิยะราช
dc.contributor.author	ณัฏฐ์สิมา คงสืบชาติ
dc.contributor.author	อภิสสรา สกุลพิทักษ์
dc.contributor.other	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์
dc.date.accessioned	2022-07-12T02:53:03Z
dc.date.available	2022-07-12T02:53:03Z
dc.date.issued	2563
dc.identifier.uri	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/79242
dc.description	โครงงานเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรปริญญาวิทยาศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาพอลิเมอร์และสิ่งทอ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ปีการศึกษา 2563	en_US
dc.description.abstract	เพื่อลดปัญหาภาวะโลกร้อนในปัจจุบันแนวทางการใช้พลังงานทดแทนที่มาจากธรรมชาติเพื่อทดแทนแหล่งพลังงานเชื้อเพลิงฟอสซิลมีแนวโน้มที่สูงขึ้น ซึ่งพลังงานไฟฟ้าที่ได้จากกระบวนการเหล่านี้ต้องการแหล่งกักเก็บพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูง โดยเทคโนโลยีตัวเก็บประจุยิ่งยวดเป็นหนึ่งในอุปกรณ์กักเก็บประจุไฟฟ้าที่สามารถกักเก็บพลังงานไฟฟ้าได้อย่าวรวดเร็ว ให้กำลังพลังงานไฟฟ้าและประสิทธิภาพต่อรอบอายุการใช้งานที่ยาวนาน ซึ่งแนวทางการเพิ่มประสิทธิภาพของการเก็บประจุของตัวเก็บประจุยิ่งยวดนั้นพื้นฐานอยู่บนการพัฒนาวัสดุที่มีความสามารถในการเกิดปฏิกิริยารีดอกซ์ได้ดี และมีพื้นที่ผิวที่สูงเพื่อใช้ในการแพร่ผ่านของประจุไฟฟ้า นอกจากนี้การเพิ่มประสิทธิภาพโดยอาศัยสมบัติโฟโตวอลเทอิกส์เป็นอีกหนึ่งคุณสมบัติที่น่าสนใจโดยใช้หลักการการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า โดยงานวิจัยนี้คณะผู้วิจัยมีความสนใจในการพัฒนาพอลิเมอร์นำไฟฟ้าที่มีสมบัติโฟโตวอลเทอิกส์ เช่น พอลิอะนิลีนร่วมกับวัสดุแกรฟีน เพื่อเพิ่มความสามารถในการดูดกลืนแสง มาเสริมประสิทธิภาพในการกักเก็บพลังงานไฟฟ้า และพัฒนาเป็นขั้วไฟฟ้าตัวเก็บประจุยิ่งยวดเชิงแสง โดยในการศึกษาขั้นแรกเป็นการหาภาวะที่เหมาะสมในการขึ้นรูปขั้วไฟฟ้าด้วยวิธีการฝังตัวทางเคมีไฟฟ้าของพอลิอะนิลีนโดยใช้วิธีไซคลิกโวลแทมเมตทรี ทีจำนวนรอบการฝังตัวที่ 2, 5, 7, 10 และ 12 จากนั้นทำขึ้นรูปขั้วไฟฟ้ารีดิวซ์แกรฟีนออกไซด์/พอลิอะนิลีนคอมพอสิตที่จำนวน 5 รอบ โดยใช้ความเข้มข้นแกรฟีนออกไซด์ที่แตกต่างกัน ได้แก่ 0.01 และ 0.03 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร ลักษณะทางสัณฐานวิทยาของขั้วไฟฟ้ารีดิวซ์แกรฟีนออกไซด์/พอลิอะนิลีนถูกวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด และโครงสร้างหมู่ฟังก์ชันทางเคมีของขั้วไฟฟ้ารีดิวซ์แกรฟีนออกไซด์/พอลิอะนิลีน ถูกยืนยันด้วยเทคนิคฟูเรียร์ทรานส์ฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรสโคปี จากการวิเคราะห์สมบัติทางไฟฟ้าเคมีด้วยเทคนิคไซคลิกโวลแทมเมตทรี และเทคนิคกัลป์วาโนสแตติกชาร์จ-ดิสชาร์จ พบว่า ความเข้มข้นที่เหมาะสมในการสังเคราะห์ขั้วไฟฟ้ารีดิวซ์แกรฟีนออกไซด์/พอลิอะนิลีนเป็นตัวเก็บประจุยิ่งยวดเชิงแสง คือ 0.01 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร ให้ค่าการเก็บประจุไฟฟ้าสูงถึง 181.50 และ 225.50 ไมโครฟารัดต่อตารางเซนติเมตร ภายใต้สภาวะที่ไม่มีแสงและมีแสงยูวี ตามลำดับ และมีค่าประสิทธิภาพการเก็บประจุเชิงแสงร้อยละ 24.24 แสดงให้เห็นว่ามีความสามารถในการเก็บประจุไฟฟ้าได้ดียิ่งขึ้น แต่มีค่าประสิทธิภาพการเก็บประจุเชิงแสงลดลง เนื่องจากการฝังตัวร่วมกันของพอลิอะนิลีนและแกรฟีนมีผลต่อการบดบังพื้นที่ผิวในการดูดกลืนแสงของพอลิอะนิลีนโดยตรง	en_US
dc.description.abstractalternative	Nowadays, energy source from fossil fuels was replaces by renewable energy for generating electricity to reduce global warming problem. However, to storage a large amount of electrical energy, it requires high efficiency energy storage technology such as supercapacitors (SCs) owning to the capability of electrical storage in terms of high-power energy output, fast charge-discharge feature and long-life cycles. Thus, the purpose of this research is to increase the capability of electric energy storage under UV light by using polyaniline-based materials with graphene as photo-assisted charging supercapacitor electrode. Polyaniline is pseudocapacitance materials with photovoltaic properties but it is lack of long-term stability during reversible redox reaction. Graphene is EDLC materials with stability in electro-absorption for SCs. In this work, Polyaniline was in-situ electropolymerized with graphene onto fluorine-doped tin oxide glass. The different cycles of electropolymerization from 2, 5, 7, 10 and 12 were studied. The surface morphology and chemical functional group of samples were examined by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR). The electrochemical properties of samples were characterized by Cyclic Voltammetry (CV) and Galvanostatic Charge-Discharge (GCD). The synthesized polyaniline electrode at 5 cycles can reach the highest photo efficiency of 91.12% with specific capacitance of 109.20 and 208.70 mF/cm² under dark and UV condition, respectively. The concentration of graphene oxide 0.01 and 0.03 mg/mL was determined to optimize the ratio of reduced graphene oxide to polyaniline. The optimum GO concentration was 0.01 mg/mL with specific capacitance of 181.50 and 225.50 under dark and UV condition, respectively, and the photo efficiency was 24.24%. The increase in specific capacitance of electrode composites resulted from the synergistic effect between reduced graphene oxide and polyaniline. While, the decrease in photo efficiency was causing from the obscuring of reduced graphene oxide over the polyaniline surface, affecting to decrease in light-absorption of polyaniline.	en_US
dc.language.iso	th	en_US
dc.publisher	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย	en_US
dc.rights	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย	en_US
dc.subject	ตัวเก็บประจุไฟฟ้ายิ่งยวด	en_US
dc.subject	โพลิอะนิลีน	en_US
dc.subject	ระบบไฟฟ้ากำลังโฟโตวอลเทอิก	en_US
dc.subject	Supercapacitors	en_US
dc.subject	Polyanilines	en_US
dc.subject	Photovoltaic power systems	en_US
dc.title	ขั้วไฟฟ้าเก็บประจุพลังงานยิ่งยวดเชิงแสงฐานพอลิอะนิลีน	en_US
dc.title.alternative	Photo supercapacitor electrode based polyaniline	en_US
dc.type	Senior Project	en_US
dc.degree.grantor	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย	en_US