เมมเบรนไคโตซาน/ซีโอไลต์เคลือบแพลเลเดียมสำหรับเซลล์เชื้อเพลิงพีอีเอ็ม

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