การเตรียมแมงกานีสไดออกไซด์จากแบตเตอรี่อัลคาไลน์ที่ผ่านการใช้งานแล้วเพื่อใช้ในแบตเตอรี่สังกะสี-ไอออน

ณัฐวรรณ ดวงแก้ว; พิไลพร พึ่งสันเทียะ

dc.contributor.advisor	รจนา พรประเสริฐสุข
dc.contributor.author	ณัฐวรรณ ดวงแก้ว
dc.contributor.author	พิไลพร พึ่งสันเทียะ
dc.contributor.other	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์
dc.date.accessioned	2022-10-10T03:09:09Z
dc.date.available	2022-10-10T03:09:09Z
dc.date.issued	2563
dc.identifier.uri	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/80623
dc.description	โครงงานเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรปริญญาวิทยาศาสตรบัณฑิต แขนงวิชาเซรามิกและวัสดุศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ปีการศึกษา 2563	en_US
dc.description.abstract	งานวิจัยนี้ผู้วิจัยต้องการศึกษาการกู้คืนของแมงกานีสในรูปของแมงกานีสไดออกไซด์จาก แบตเตอรี่อัลคาไลน์ที่ผ่านการใช้งานแล้ว เพื่อจะนำไปใช้งานใหม่ในแบตเตอรี่สังกะสีไอออน โดยผู้วิจัยได้ ทำการชะละลายอัตราส่วนของผงขั้วแคโทดของแบตเตอรี่แอลคาไลน์ที่ผ่านการใช้งานแล้วซึ่งมีเฟส ZnxMn₃-xO₄. ที่อัตราส่วน โดยน้ำหนักผงขั้วแคโทดต่อปริมาตรกรดซัลฟิลริกที่ 1:10, 1:15 และ 1:20 (g/ml) โดยพบว่ามีประสิทธิภาพการชะละลายที่ 52, 79 และ 103% ตามลำดับ ต่อมาผู้วิจัยนำสารละลายที่ได้จากการชะละลายด้วยกรดนำมาสังเคราะห์แมงกานีสไดออกไซด์ในรูปของ เฟส α และ y ด้วยกระบวนการไฮโดรเทอร์มัล ผลที่ได้พบว่าสามารถสังเคราะห์ผง α -MnO₂ และ y-MnO₂ ที่มีลักษณะสัณฐานเป็นเส้นใย และผลึกรูปเข็มระดับนาโนเมตรเรียงตัวคล้ายหอยเม่น ตามลำดับ จากนั้นจึงได้นำที่อัตราส่วนผงขั้วแคโทดต่อกรดซัลฟิวริก 1:20 มาเตรียมเป็นวัสดุเชิงประกอบ MnO₂ /คาร์บอน โดยใช้คาร์บอนพรุนแบบที่ได้รับโดยตรง (C) และแบบที่มีการปรับสภาพผิว (SC) พบว่า α -MnO₂ และ y-MnO₂ โดย y-MnO₂ จะสามารถเคลือบโดยรอบอนุภาคคาร์บอนได้ดีกว่า และจากการวิเคราะห์องค์ประกอบเคมีด้วยเทคนิค EDS พบเพียง Mn, O, และ C นอกจากนี้ยังสามารถเตรียม α-MnO₂, α-MnO₂/C, α-MnO₂/SC, y-MnO₂, y-MnO₂/SC โดยมีประสิทธิภาพการกู้คืนแมงกานีสจากผงแคโทดของแอลคาไลน์ที่ผ่านการใช้งานแล้วอยู่ที่ 95.42 ± 22.76, 68.63, 57.63, 46.01 ± 5.38, 38.61%, ตามลำดับ	en_US
dc.description.abstractalternative	This research was aimed to recover manganese in a form of manganese dioxide from the cathode powder of spent alkaline batteries and reuse in the secondary zinc-ion application. The cathode powder in the spent alkaline batteries had a phase of ZnxMn₃-xO₄. The leaching process was performed using the mass ratios of cathode powder to the volume of sulfuric acid at 1:10, 1:15 and 1:20 (g:ml), and the results showed the leaching efficiencies of 52, 79 and 103%, respectively. The manganese dioxide in the form of α and y phases was subsequently synthesized by hydrothermal processes. The XRD and SEM results confirmed that α-MnO₂ and y -MnO₂ phases nanofiber and nano-urchin structures ware obtained, respectively. The leaching solution at ratio of cathode powder to sulfuric acid of 1:20 (g:ml) was then used to prepare MnO₂/porous carbon (MnO₂/C) and MnO₂/surface-treated porous carbon (MnO₂/SC). α-MnO₂ and y-MnO₂ were successfully coated on porous carbon, and according to the EDS analysis, only Mn, O, and C were observed. Therefore, in this study, the α-MnO₂, α-MnO₂/C, α-MnO₂/SC, y-MnO₂, y-MnO₂/SC could be prepared, with Mn recovery efficiencies of 95.42 ± 22.76, 68.63, 57.63, 46.01 ± 5.38, 38.61%, respectively.	en_US
dc.language.iso	th	en_US
dc.publisher	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย	en_US
dc.rights	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย	en_US
dc.subject	แมงกานีสออกไซด์	en_US
dc.subject	แบตเตอรี่	en_US
dc.subject	สังกะสี	en_US
dc.subject	Manganese oxides	en_US
dc.subject	Electric batteries	en_US
dc.subject	Zinc	en_US
dc.title	การเตรียมแมงกานีสไดออกไซด์จากแบตเตอรี่อัลคาไลน์ที่ผ่านการใช้งานแล้วเพื่อใช้ในแบตเตอรี่สังกะสี-ไอออน	en_US
dc.title.alternative	Preparation of MnO₂ from Spent Alkaline Battery for Zinc-ion Battery Application	en_US
dc.type	Senior Project	en_US
dc.degree.grantor	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย	en_US