Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Sulfonated poly(2,6-Dimethyl-1,4-phenylene oxide)composite membrane filled by zeolite for direct methanol fuel cell

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

การเตรียมและศึกษาเยื่อเลือกผ่านชนิดซัลโฟเนตพอลิเฟนนิลลีนออกไซด์ผสมด้วยซีโอไลท์สำหรับเซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้เมทานอล

Year (A.D.)

2013

Document Type

Thesis

First Advisor

Anuvat Sirivat

Faculty/College

The Petroleum and Petrochemical College (วิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมี)

Degree Name

Master of Science

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Polymer Science

DOI

10.58837/CHULA.THE.2013.1925

Abstract

Composite membranes were fabricated as a proton exchange membrane (PEM) for direct methanol fuel cell (DMFC). Sulfonated poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide) (SPPO) membrane was prepared by solvent casting. SPPO was subsequently mixed with various contents of zeolite Y to fabricate the composite membranes. The properties of the pristine and composite membranes were characterized by Fourier Transform Infrared spectroscopy (FTIR), Thermogravimetry analysis (TGA), LCR meter, and Gas Chromatography (GC) techniques. The effects of degree of sulfonation and zeolite Y contents were systematically varied to tailor the PEM properties (proton conductivity, methanol permeability, membrane selectivity) in DMFC application. A SPPO/zeolite Y composite membrane at 31% degree of sulfonation with 0.1%v/v of zeolite Y filling exhibits the highest membrane selectivity, defined as the ratio of proton conductivity to methanol permeability, of 6.02x10⁴ S.s/cm³, which is 1.43 times higher than the membrane selectivity of Nation 117 which is 4.20x10⁴ S.s/cm³.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

คอมพอสิทเมมเบรนได้ถูกนำมาใช้เป็นเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอนสำหรับนำไปใช้งานในเซลล์เชื้อเพลิงชนิดฉีดเมทานอลโดยตรง งานวิจัยนี้ได้ทำการสังเคราะห์ซัลโฟเนต พอลิ (2,6-ไดเมททิล-1,4-ฟีนิลลีน ออกไซด์) และนำมาทำการขึ้นรูปเป็นแผ่นฟิล์มโดยวิธีการหล่อฟิล์มด้วยเทคนิคการใช้ตัวทำละลาย หลังจากนั้นซัลโฟเนต พอลิ(2,6-ไดเมททิล-1,4-ฟีนิลลีนออกไซด์) ถูกนำไปผสมกับซีโอไลท์วายเพื่อเตรียมเป็นคอมพอสิทเมมเบรนที่ทำหน้าที่แลกเปลี่ยนโปรตอน คุณสมบัติของเมมเบรนและคอมพอสิทเมมเบรนได้ทำการตรวจสอบจากเครื่อง FTIR, TGA, LCR และ GC ผลของปริมาณหมู่ซัลโฟนิกแอซิดที่เข้าไปติดที่สายโซ่พอลิเมอร์ต่อ 1 หน่วยซ้ำของพอลิ(2,6-ไดเมททิล-1,4-ฟินิลลีน ออกไซด์) และปริมาณของซีโอไลท์วายได้ถูกตรวจสอบคุณสมบัติที่สำคัญสำหรับเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอนดังนี้ เช่น การนำโปรตอน, ความสามารถในการแพร่ของเมทานอล, ความจำเพาะเจาะจงของเมมเบรน เป็นต้น สำหรับเซลล์เชื้อเพลิงชนิดฉีดเมทานอลโดยตรง คอมพอสิทเมมเบรนระหว่างพอลิ(2,6-ไดเมททิล-1,4-ฟินิลลีน ออกไซด์) และซีโอไลท์วายที่ 31 ดีกรีออฟซัลโฟเนชั่นกับ 0.1 เปอร์เซนต์โดยปริมาตรของซีโอไลท์วายแสดงค่าความจำเพาะเจาะจงของเมมเบรนสูงสุด ซึ่งค่าความจำเพาะเจาะจงของเมมเบรนคือ อัตราส่วนระหว่างการนำโปรตอนและความสามารถในการแพร่ของเมทานอลซึ่งมีค่าเท่ากับ 6.02 x 10⁴ ซีเมนต์วินาทีต่อลูกบาศก์เซนติเมตร และมีค่าสูงกว่าค่าความจำเพาะเจาะจงของเมมเบรน ของ Nafion 117 ถึง 1.43 เท่า ซึ่งค่าความจำเพาะเจาะจงของเมมเบรนของ Nafion 117 มีค่าเท่ากับ 4.20 x 10⁴ ซีเมนต์วินาทีต่อลูกบาศก์เซนติเมตร

Link to Full Text

Share

COinS