Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การเตรียมขั้วไฟฟ้าที่มีแพลทินัมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับเซลล์เชื้อเพลิงพีอีเอ็มโดยวิธีการพอกพูนด้วยไฟฟ้า

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Preparation of platium catalyst electrode for PEM fuel cell by electrodeposition

Year (A.D.)

2007

Document Type

Thesis

First Advisor

นิสิต ตัณฑวิเชฐ

Second Advisor

เก็จวลี พฤกษาทร

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

เคมีเทคนิค

DOI

10.58837/CHULA.THE.2007.826

Abstract

การพอกพูนด้วยไฟฟ้าเป็นเทคนิคหนึ่งที่ใช้ในการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาของขั้วไฟฟ้าสำหรับเอ็มอีเอของเซลล์เชื้อเพลิงพีอีเอ็ม งานวิจัยนี้ได้ศึกษาการพอกพูนของตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินัม ด้วยไฟฟ้าบนผ้าคาร์บอนที่ผ่านการเตรียมพื้นผิวให้มีปริมาณสารของชั้นที่มีคุณสมบัติชอบน้ำ 0.8 มิลลิกรัมต่อตารางเซนติเมตร ด้วยรูปแบบของการให้กระแสไฟฟ้าในการพอกพูนแบบคงที่ ที่ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าในการพอกพูน (iDC) 5-40 มิลลิแอมแปร์ต่อตารางเซนติเมตร ความหนาแน่นประจุไฟฟ้า 2-6 คูลอมป์ต่อตารางเซนติเมตร และการให้กระแสไฟฟ้าแบบเป็นช่วงๆ ที่ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าสูงสุดในการพอกพูนแต่ละช่วง (ip) 20-200 มิลลิแอมแปร์ต่อตารางเซนติเมตร (Duty cycle ร้อยละ 5-50) ที่ความหนาแน่นประจุไฟฟ้า 2 คูลอมป์ต่อตารางเซนติเมตร ความถี่ 1-100 เฮริตซ์ พบว่าเอ็มอีเอที่เตรียมจากขั้วไฟฟ้าที่ผ่านการพอกพูนตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยการให้กระแสไฟฟ้าแบบเป็นช่วงๆ ให้สมรรถนะของเซลล์เชื้อเพลิงสูงกว่าเอ็มอีเอที่เตรียมจากขั้วไฟฟ้าทางการค้า (อัดเอ็มอีเอเอง) และการพอกพูนด้วยกระแสไฟฟ้าแบบคงที่ โดยสามารถให้ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า 318 มิลลิแอมแปร์ต่อตารางเซนติเมตรที่ค่าความต่างศักย์ 0.6 โวลต์ ในขณะที่ขั้วไฟฟ้าจากการเตรียมด้วยการให้กระแสไฟฟ้าแบบคงที่และขั้วไฟฟ้าทางการค้าจากบริษัท Electrochem, Inc. ให้ค่าเพียง 258 และ 215 มิลลิแอมแปร์ต่อตารางเซนติเมตร ตามลำดับ ที่ค่าความต่างศักย์เดียวกัน นอกจากนั้นเทคนิคการวิเคราะห์ด้วย SEM EDX TEM และ XRD ได้นำมาใช้เพื่อศึกษาสมบัติทางกายภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาที่เตรียมได้

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Electrodeposition technique has been reported to be able to produce uniform metal particle sizes and uniform metal distribution over the substrate. Moreover, it has various operating parameters to control the amount of deposited metal, desired metal particle sizes and desired metal structures. In this work, two electrodeposition techniques, direct current electrodeposition (DC) and pulse current electrodeposition (PC), were investigated and developed for the preparation of Pt-catalyst electrode using for membrane electrode assembly (MEA) of proton exchange membrane fuel cell (PEMFC). Platinum was electrodeposited onto a 0.8 mg/cm2 hydrophilic layer carbon cloth electrode. The performances of the Pt-catalyst electrodes prepared under various conditions were then compared to the commercial electrode (Electrochem, Inc.). The results show that the pulse current electrodeposited electrode (318 mA/cm2 at 0.6 V) provided higher current density than the direct current electrode (258 mA/cm2 at 0.6 V) and the commercial one (215 mA/cm2 at 0.6 V). The surface morphology of the prepared electrodes, particle size and a ratio of platinum on carbon surface are provided by scanning electron microscopy (SEM), or transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), respectively.

Link to Full Text

Share

COinS