การเคลือบพอลิพิร์โรลและพอลิแอนิลีนบนขั้วไฟฟ้าเหล็กกล้าไร้สนิม

Abstract

ปัจจุบันแผ่นนำกระแสไฟฟ้าแบบสองขั้วในเซลล์เชื้อเพลิงที่ทำจากวัสดุโลหะ กำลังได้รับความสนใจแทนวัสดุประเภทแผ่นแกรไฟต์ แต่เนื่องจากโลหะสามารถถูกกัดกร่อนได้จากภาวะกรดในเซลล์เชื้อเพลิง จึงได้ศึกษาวิธีป้องกันโดยการเคลือบด้วยฟิล์มพอลิเมอร์ โดยงานวิจัยนี้ศึกษาการสังเคราะห์พอลิพิร์โรล (PPY) และพอลิแอนิลีนบนชั้นพอลิพิร์โรล (PPY/PANI) บนเหล็กกล้าไร้สนิมด้วยวิธีทางเคมีไฟฟ้า ตัวแปรที่ศึกษาประกอบด้วย ชนิดของสารสนับสนุนอิเล็กโทรไลต์ ความเข้มข้นของมอนอเมอร์ วิธีในการสังเคราะห์พอลิเมอร์ ในการศึกษาผลของความเข้มข้นมอนอเมอร์พิร์โรล และชนิดของสารสนับสนุนอิเล็กโทรไลต์ ได้แก่ โซเดียมโดเดซิลซัลเฟต กรดออกซาลิก และกรดซัลฟิวริก โดยสังเคราะห์ด้วยวิธีไซคลิกโวลแทมเมทรี พบว่าเมื่อเพิ่มความเข้มข้นของมอนอเมอร์ ส่งผลให้การป้องกันการกัดกร่อนลดลง และค่าความต้านทานเชิงสัมผัสสูงขึ้น และการสังเคราะห์พอลิพิร์โรลความเข้มข้นมอนอเมอร์ 0.1 โมลต่อลิตร ในสารละลายกรดออกซาลิก 0.5 โมลต่อลิตร ให้ภาวะในการป้องกันการกัดกร่อนและความต้านทานเชิงสัมผัสเหมาะสมที่สุด จากนั้นปรับเปลี่ยนวิธีในการสังเคราะห์เป็นวิธีให้ค่าศักย์ไฟฟ้าคงที่ และค่ากระไฟฟ้าคงที่ในสารละลายกรดออกซาลิก พบว่าการสังเคราะห์ด้วยวิธีกำหนดค่าศักย์ไฟฟ้าคงที่ 0.6 โวลต์เทียบกับ SCE เป็นเวลา 350 วินาที ส่งผลให้การป้องกันการกัดกร่อนดีที่สุดสำหรับการเคลือบแบบชั้นเดียว และค่าความต้านทานเชิงสัมผัสต่ำ ส่วนการสังเคราะห์ PPY/PANI ด้วยวิธีกำหนดค่ากระแสไฟฟ้าคงที่ 1 มิลลิแอมแปร์ เวลาการสังเคราะห์ 600 วินาที พบว่าการเคลือบแบบสองชั้นให้ประสิทธิภาพในการป้องกันการกัดกร่อนที่สูงกว่าการเคลือบชั้นเดียว ส่วนค่าความต้านทานเชิงสัมผัสสูงขึ้น เมื่อนำพอลิเมอร์ที่สังเคราะห์ได้มาศึกษาลักษณะพื้นผิวด้วยเทคนิค SEM และศึกษาองค์ประกอบของฟิล์มด้วยเทคนิค FTIR พบว่าฟิล์มที่ได้มีลักษณะเป็นเนื้อเดียวกันและมีหมู่ฟังก์ชันเป็น PPY และ PANI ที่สังเคราะห์ได้จริง