Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

เมมเบรนไคโตซาน/ซีโอไลต์เคลือบแพลเลเดียมสำหรับเซลล์เชื้อเพลิงพีอีเอ็ม

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Palladium-coated chitosan/zeolite membrane for pem fuel cell

Year (A.D.)

2008

Document Type

Thesis

First Advisor

ขันทอง สุนทราภา

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

เทคโนโลยีเชื้อเพลิง

DOI

10.58837/CHULA.THE.2008.899

Abstract

งานวิจัยนี้ได้เตรียมเมมเบรนเชื่อมขวางคอมโพซิตไคโตซาน-ซีโอไลต์เพื่อใช้ในเซลล์เชื้อเพลิงแบบเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน ไคโตซานที่ใช้มีร้อยละการกำจัดหมู่แอซีทิลเท่ากับ ร้อยละ 91.25±1.11 ชนิดของเมมเบรนที่ศึกษาได้แก่ เมมเบรนเชื่อมขวางไคโตซาน เมมเบรนเชื่อมขวางคอมโพซิตไคโตซาน-ซีโอไลต์ และ เมมเบรนเชื่อมขวางคอมโพซิตไคโตซาน-ซีโอไลต์โดปด้วยกรดซัลฟิวริก การเชื่อมขวางเมมเบรนไคโตซานใช้สารละลายกรดซัลฟิวริกร้อยละ 4 โดยน้ำหนัก การโดปเมมเบรนใช้สารละลายกรดซัลฟิวริกร้อยละ 2 โดยน้ำหนัก และใช้ซีโอไลต์ชนิดเอ (Linde type A) ในอัตราส่วนร้อยละ 10 ถึง 40 โดยน้ำหนัก ทดสอบสมบัติต่างๆ ของเมมเบรน ได้แก่ ร้อยละการดูดซับน้ำ ร้อยละการเปลี่ยนแปลงความหนา ความสามารถในการแลกเปลี่ยนไอออน ค่าการนำโปรตอน ความสามารถในการทนต่อแรงดึง และค่าการซึมผ่านแก๊สไฮโดรเจน พบว่า เมื่อเติมซีโอไลต์เพิ่มขึ้นทำให้ค่าการดูดซับน้ำ ความสามารถในการแลกเปลี่ยนไอออน และค่าการนำโปรตอนสูงขึ้น แต่ร้อยละการเปลี่ยนแปลงความหนา การแพร่ผ่านของแก๊สมีค่าน้อยลง และความสามารถในการทนต่อแรงดึงลดลง ที่อัตราส่วนของซีโอไลต์ร้อยละ 40 โดยน้ำหนัก ให้ค่าการนำโปรตอน และค่าการซึมผ่านแก๊สไฮโดรเจนที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส เท่ากับ 3.0×10-2 ±5.0×10-4 ซีเมนส์/เซนติเมตร และ 1714 แบเรอร์ ตามลำดับ มีค่าเพิ่มขึ้นเป็น 6.1×10-2±2.6×10-3 ซีเมนส์/เซนติเมตร และ 2307 แบเรอร์ ตามลำดับ ในเมมเบรนที่โดปด้วยกรดซัลฟิวริก ในการเตรียมหน่วยเมมเบรนและอิเล็กโทรด (Membrane Electrode Assembly; MEA) ได้เคลือบแพลเลเดียมด้วยกระบวนการเคลือบแบบไม่ใช้ไฟฟ้าที่ผิวของเมมเบรน และทดสอบคุณสมบัติของเมมเบรนในเทอมของค่าการนำโปรตอน พบว่าภาวะการเคลือบที่เหมาะสมคืออุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 120 นาที งานวิจัยนี้ยังได้ตรวจสอบสมรรถนะเบื้องต้นในเทอมของค่าการนำโปรตอนของหน่วยเมมเบรนและอิเล็กโทรดในเซลล์เชื้อเพลิงเดี่ยว

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

The chitosan-zeolite composite membranes for using in proton exchange membrane fuel cell were prepared in this study. The degree of deacetylation of chitosan was 91.25±1.1. The studied membranes were crosslinked chitosan, crosslinked chitosan-zeolite composites and doped crosslinked chitosan-zeolite composites. The membrane was crosslinked by 4% by weight and doped by 2% by weight of sulfuric acid. Zeolite Linde type A contents were varied in the range of 10-40% by weight. The membranes were characterized for water content, thickness change, ion exchange capacity, proton conductivity, tensile strength and H2 gas permeability. The introduction of zeolite A increased water content, ion exchange capacity, and proton conductivity but decreased thickness change. tensile strength and H2 gas permeability. The proton conductivity and H2 gas permeability at 30 ºC of 40% crosslinked chitosan-zeolite membrane were 3.0×10-2 ±5.0×10-4 S/cm and 1714 barrer, respectively. They were increased to 6.1×10-2±2.6×10-3 S/cm and 2307 barrer, respectively, in doped membrane. In preparing MEA, Pd particles were coated onto the membrane by electroless plating technique. The plating at 30 ºC for 120 min was found as the optimum condition. The preliminary cell performance in term of proton conductivity of MEA in single cell was also tested in this study.

Link to Full Text

Share

COinS