แพลเลเดียมรองรับด้วยวัสดุไฮบริด WO3/C สำหรับเอทานอลอิเล็กโทรออกซิเดชัน

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Palladium supported on WO3/Chybrid materials for ethanol electro-oxidation

Author

อติรัตน์ ศรีเพชรภูมิ, คณะวิทยาศาสตร์

Year (A.D.)

2020

Document Type

Thesis

First Advisor

เก็จวลี พฤกษาทร

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Department (if any)

Department of Chemical Technology (ภาควิชาเคมีเทคนิค)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

เคมีเทคนิค

DOI

10.58837/CHULA.THE.2020.499

Abstract

การเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของเอทานอลในเซลล์เชื้อเพลิงเอทานอลโดยตรงถือเป็นปัญหาสำคัญในเซลล์เชื้อเพลิงชนิดนี้เนื่องจากการแตกพันธะระหว่างคาร์บอนกับคาร์บอนนั้นทำได้ยากทำให้ปฏิกิริยาออกซิเดชันเกิดแบบไม่สมบูรณ์ ตัวเร่งปฏิกิริยาจึงเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของเอทานอลในงานวิจัยนี้ได้นำทังสเตนออกไซด์คาร์บอนไฮบริดมาใช้เป็นตัวรองรับสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียมซึ่งทังสเตนออกไซด์สามารถทำหน้าที่ได้ทั้งเป็นตัวรองรับและทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาร่วมให้กับตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียม ปริมาณทังสเตนออกไซด์ที่ใช้ศึกษาคือร้อยละ 10 ถึง 50 โดยน้ำหนัก โดยเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียม (Pd) ร้อยละ 20 โดยน้ำหนักบนตัวรองรับคาร์บอน (C) และทังสเตนออกไซด์คาร์บอนไฮบริด (WO3/C) จากผลการทดลองพบว่าตัวเร่งปฏิกิริยา Pd-WO3/C (ปริมาณทังสเตนออกไซด์ร้อยละ 10 ถึง 50 โดยน้ำหนัก) มีพื้นที่ผิวในการเกิดปฏิกิริยาได้มากกว่าตัวเร่งปฏิกิริยา Pd/C เนื่องจากขนาดอนุภาคของแพลเลเดียมที่เล็กและมีการกระจายตัวดีเมื่ออยู่บนตัวรองรับทังสเตนออกไซด์คาร์บอนไฮบริด เมื่อทดสอบกัมมันตภาพของตัวเร่งปฏิกิริยา Pd/C และ Pd-WO3/C สำหรับปฏิกิริยาออกซิเดชันของเอทานอลด้วยเทคนิคไซคลิกโวลแทมเมทรี (Cyclic Voltammetry, CV) พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยา Pd-40%WO3/C ให้กัมมันตภาพในการเร่งปฏิกิริยาสูงสุด ให้ค่าความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าเท่ากับ 118.12 มิลลิแอมป์ต่อตารางเซนติเมตร เมื่อทดสอบเสถียรภาพสำหรับปฏิกิริยาออกซิเดชันของเอทานอล พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยา Pd-40%WO3/C มีเสถียรภาพมากกว่าตัวเร่งปฏิกิริยา Pd/C ซึ่งแสดงถึงการทนต่อความเป็นพิษของสารตัวกลางที่อยู่บนพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยาโดยผลิตภัณฑ์หลักที่เกิดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของเอทานอล คืออะซีเตต (CH3COO-)

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

A challenge in direct ethanol fuel cell is cleavage of the C–C bond of ethanol in ethanol oxidation reaction to complete oxidation reaction. Developing direct ethanol fuel cells shows a significant challenge for synthesizing highly active electrocatalysts for ethanol oxidation. In this work, WO3/C hybrids used as a catalyst support Palladium. WO3 has good auxiliary catalysis to the noble metals and acts as a co-catalyst. The content of WO3 varies from 10 to 50 wt% and the content of Pd metal is 20 wt%. The resulting of electrochemical active surface area (ECSA) of Pd-WO3/C exhibited higher than Pd/C because of small size and uniform of Pd nanoparticles on the WO3/C support. The electrochemical activities of Pd/C and Pd-WO3/C in all content of WO3 were tested by cyclic voltammetry (CV). It was found that the Pd-40%WO3/C catalyst performs highest activity towards ethanol oxidation (118.12 mA/cm2). The stability test of Pd/C and Pd-40%WO3/C catalysts, the results show that Pd-40%WO3/C catalyst has more ability to resist intermediate species poisoning than Pd/C catalyst. The main product of the ethanol oxidation reaction on Pd/C and Pd-40%WO3/C catalysts is acetate (CH3COO-).

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.

Recommended Citation

ศรีเพชรภูมิ, อติรัตน์, "แพลเลเดียมรองรับด้วยวัสดุไฮบริด WO3/C สำหรับเอทานอลอิเล็กโทรออกซิเดชัน" (2020). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 4046.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/4046