Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
ผลของวัฏภาคของไทเทเนียมไดออกไซด์ต่อกัมมันตภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงไฟฟ้าแพลทินัม-แพลเลเดียมสำหรับปฏิกิริยารีดักชันของออกซิเจนในเซลล์เชื้อเพลิงพีอีเอ็ม
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
EFFECTS OF TITANIUM DIOXIDE PHASE ON ACTIVITY OF Pt-Pd ELECTROCATALYST FOR OXYGEN REDUCTION REACTION IN PEM FUEL CELL
Year (A.D.)
2014
Document Type
Thesis
First Advisor
มะลิ หุ่นสม
Faculty/College
Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)
Degree Name
วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
เทคโนโลยีเชื้อเพลิง
DOI
10.58837/CHULA.THE.2014.772
Abstract
งานวิจัยนี้ศึกษาผลของการเติมไทเทเนียมไดออกไซด์ในสัดส่วนวัฏภาคที่แตกต่างกันต่อกัมมันตภาพและเสถียรภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินัม-แพลเลเดียมบนตัวรองรับคาร์บอน (PtPd/C) สำหรับปฏิกิริยารีดักชันของออกซิเจนในเซลล์เชื้อเพลิงพีอีเอ็ม ซึ่งแบ่งขอบเขตการทำงานออกเป็น 3 ส่วน ส่วนแรกเป็นการศึกษาผลของอุณหภูมิต่อการเปลี่ยนวัฏภาคของไทเทเนียมไดออกไซด์ โดยนำไทเทเนียมไดออกไซด์เชิงพาณิชย์วัฏภาคผสม (TAR) มาแคลไซน์ที่อุณหภูมิ 400 ถึง 900 องศาเซลเซียส พบว่าไทเทเนียมไดออกไซด์จะเกิดการเปลี่ยนแปลงจากวัฏภาคอนาเทสไปเป็นวัฏภาครูไทล์เมื่อเพิ่มอุณหภูมิในการแคลไซน์มากกว่า 600 องศาเซลเซียส และจะเปลี่ยนไปเป็นวัฏภาครูไทล์อย่างสมบูรณ์เมื่อใช้อุณหภูมิในการแคลไซน์สูงกว่า 800 องศาเซลเซียส ส่วนที่สองเป็นการศึกษากัมมันตภาพของตัวเร่งปฏิกิริยา PtPd/C ในเซลล์เชื้อเพลิงเดี่ยวและในสารละลายกรดเมื่อมีการเติมไทเทเนียมไดออกไซด์วัฏภาคต่างๆ ลงบนชั้นตัวเร่งปฏิกิริยา จากการทดลองพบว่าตัวเร่งปฏิกิริยา PtPd/C ที่เติมไทเทเนียมไดออกไซด์ที่ผ่านการแคลไซน์ที่อุณหภูมิ 800 องศาเซลเซียส (T80-PtPd/C) ให้กัมมันตภาพสูงที่สุดทั้งในเซลล์เชื้อเพลิงและในสารละลายกรดเมื่อเปรียบเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยา Pt/C ตัวเร่งปฏิกิริยา PtPd/C และตัวเร่งปฏิกิริยา PtPd/C ที่มีการเติมไทเทเนียมไดออกไซด์ที่เตรียมที่อุณหภูมิอื่น (T-PtPd/C) โดยตัวเร่งปฏิกิริยาที่สังเคราะห์ขึ้นมานั้นมีกลไกการเกิดปฏิกิริยารีดักชันของออกซิเจนเป็นแบบ 4 อิเล็กตรอน และส่วนสุดท้ายคือการศึกษาผลของวัฏภาคของไทเทเนียมไดออกไซด์ต่อเสถียรภาพของตัวเร่งปฏิกิริยา PtPd/C พบว่าการเติมไทเทเนียมไดออกไซด์ในชั้นตัวเร่งปฏิกิริยา PtPd/C ไม่ได้ช่วยส่งเสริมเสถียรภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาดังกล่าว
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
This research was carried out to study the effect of titanium dioxide (TiO2) phase ratio on the activity and stability of PtPd/C catalyst for oxygen reduction reaction (ORR) in PEM fuel cell. The work was separated into 3 parts. The first part was carried out to study the effect of calcined temperature in the range of 400-900 oC on the phase change (anatase to rutile ratio) of commercial TiO2 (TAR). The preliminary results showed that the phase transformation of commercial TiO2 (TAR) from anatase to rutile started to proceed at the calcined temperature greater than 600 oC and transformed completely to the rutile phase at the calcined temperature above 800 oC. For the activity test, the PtPd/C catalyst with TiO2 calcined at 800 oC exhibited the maximum current density compared with Pt/C, PtPd/C and other T-PtPd/C catalysts both in fuel cell environment and in acid environment. The ORR on all PtPd/C catalysts followed the 4-electron pathway. For the stability test, the incorporation of TiO2 into the layer of PtPd/C catalyst did not help to promote the stability of such catalyst.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
กิติภัทย์พิบูลย์, ณัฏฐภักดิ์, "ผลของวัฏภาคของไทเทเนียมไดออกไซด์ต่อกัมมันตภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงไฟฟ้าแพลทินัม-แพลเลเดียมสำหรับปฏิกิริยารีดักชันของออกซิเจนในเซลล์เชื้อเพลิงพีอีเอ็ม" (2014). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 62598.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/62598