Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

กัมมันตภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินัมโครเมียม/คาร์บอนสำหรับปฏิกิริยารีดักชันของออกซิเจนในเซลล์เชื้อเพลิงพีอีเอ็ม

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Activity of PtCr/C catalyst for oxygen reduction reaction in PEM fuel cell

Year (A.D.)

2015

Document Type

Thesis

First Advisor

มะลิ หุ่นสม

Second Advisor

คุณากร ภู่จินดา

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

เทคโนโลยีเชื้อเพลิง

DOI

10.58837/CHULA.THE.2015.802

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาผลของอัตราส่วนระหว่างโลหะแพลทินัมและโครเมียมในช่วง 1:1 ถึง 5:1 และผลของการปรับสภาพตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยความร้อนภายใต้บรรยากาศแก๊สไฮโดรเจนและแก๊สไนโตรเจนต่อกัมมันตภาพและเสถียรภาพของตัวเร่งปฏิกิริยา PtxCr/C สำหรับปฏิกิริยารีดักชันของออกซิเจนในเซลล์เชื้อเพลิงพีอีเอ็ม พบว่าเมื่ออัตราส่วนแพลทินัมและโครเมียมเพิ่มขึ้นจะส่งผลให้พื้นที่ผิวในการเกิดปฏิกิริยาของตัวเร่งปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นแต่ความเป็นโลหะผสมลดลง ในขณะที่การปรับสภาพตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยความร้อนของตัวเร่งปฏิกิริยา PtxCr/C ภายใต้แก๊สไฮโดรเจนและแก๊สไนโตรเจนจะส่งผลให้ความเป็นโลหะผสมของตัวเร่งปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นแต่พื้นที่ผิวในการเกิดปฏิกิริยาลดลง ส่วนของการทดสอบกัมมันตภาพและเสถียรภาพจะดำเนินการในสารละลายกรดและในเซลล์เชื้อเพลิงพีอีเอ็มภายใต้ภาวะไฮโดรเจน/ออกซิเจน (H2/O2) และภาวะไฮโดรเจน/อากาศ (H2/air) ที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส ความดันบรรยากาศ พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยา Pt3Cr/C ให้กัมมันตภาพใกล้เคียงกับตัวเร่งปฏิกิริยา Pt4Cr/C แต่ให้เสถียรภาพในสารละลายกรดที่ดีกว่า ส่วนตัวเร่งปฏิกิริยาที่ผ่านการปรับสภาพด้วยความร้อนทั้งภายใต้แก๊สไฮโดรเจนและแก๊สไนโตรเจน พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยา Pt3Cr/C ที่ปรับสภาพด้วยความร้อนภายใต้แก๊สไนโตรเจน (Pt3Cr/C (N2)) ให้กัมมันตภาพในสารละลายกรดและในเซลล์เชื้อเพลิงพีอีเอ็มทั้งภายใต้ภาวะไฮโดรเจน/ออกซิเจน และภาวะไฮโดรเจน/อากาศ สูงสุด และยังให้เสถียรภาพในสารละลายกรดสูงกว่าตัวเร่งปฏิกิริยา Pt3Cr/C

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

This research was carried out to study the effects of Pt : Cr ratios (1:1 to 5:1) and heat treatment atmosphere (H2 and N2) on the activity and stability of PtxCr/C catalysts for oxygen reduction reaction (ORR) in the proton exchange membrane (PEM) fuel cell. The preliminary results showed that when the Pt : Cr ratio in PtxCr/C catalyst increased, the electrochemical surface area also increased but the degree of alloying decreased, while a heat treatment of PtxCr/C catalyst under H2 and N2 ambient could increase the degree of alloying, but decrease of electrochemical surface area. The ORR activity and stability were tested in acid electrolyte and in PEM fuel cell under H2/O2 and H2/air at 60 oC and atmospheric pressure. It was found that the Pt3Cr/C catalyst had the comparable ORR activity with the Pt4Cr/C catalyst, but it exhibited a better stability in acid electrolyte. With regards to the effect of heat treatment under either H2 or N2, the Pt3Cr/C (N2) catalyst provided the highest ORR activity in acid electrolyte and in PEM fuel cell under H2/O2 and H2/air. It also provided the higher stability in acid solution compared with Pt3Cr/C catalyst.

Link to Full Text

Share

COinS