Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/68852
Title: Effect of fumed silica particle sizes and polymer additives on gelled electrolyte in valve-regulated lead-acid battery
Other Titles: ผลของขนาดอนุภาคฟูมซิลิกาและสารเติมแต่งพอลิเมอร์ต่อเจลอิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดแบบมีวาล์วควบคุม
Authors: Preeyaporn Sangarattanapiman
Advisors: Orawan Chailapakul
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Science
Issue Date: 2013
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: This research studied the effects of fumed silica particle sizes and additives on gelled electrolyte in valve regulated lead-acid battery by measuring the discharge capacity of battery, conductivity values and the hydrogen-oxygen evolution of gelled electrolytes. The gelled electrolytes consist of 2-5% (w/v) of fumed silica, 1.280 specific gravity of sulfuric acid and 0.005, 0.01, 0.02% (w/v) of additives. The results showed that increasing fumed silica content provided the better gelation likewise some additives. In addition, the fumed silica particle sizes, fumed silica content, types of additive and concentration of additive resulted in higher discharge capacity and conductivity. For the hydrogen-oxygen evolution study it was shown that fumed silica particle size 12 nanometers decreased the hydrogen-oxygen evolution better than fumed silica particle size 7 nanometers. Some additives and their concentration were inefficient on the hydrogen-oxygen evolution. The effect of hydrogen-oxygen evolution could influence the cycle life of VRLA battery. For the gelled electrolyte with 0.01 (w/v) of polypyrrole, 4% (w/v) of fumed silica content and 1.280 specific gravity of H₂SO₄ provided the highest discharge capacity of 2.5 Ah. This capacity was higher than the standard VRLA battery. The gelled electrolyte with 0.01% (w/v) of dye, 3% (w/v) of fumed silica content and 1.280 specific gravity of H₂SO₄ offers the highest conductivity values of 836 mS/cm. The decreasing of hydrogen-oxygen evolution was improved by gelled electrolyte with ionic liquid. From XRD analysis, it was found that adding the additives in gelled electrolyte showed no effect on the reaction on negative plate electrode of VRLA battery.
Other Abstract: งานวิจัยนี้ศึกษาผลของขนาดอนุภาคฟูมซิลิกาและสารเติมแต่งต่างๆ ในเจลอิเล็กโทรไลต์ที่มีผลต่อแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดแบบมีวาล์วควบคุม ด้วยการวัดค่าความจุไฟฟ้าของแบตเตอรี่ขณะคายประจุ วัดค่าการนำไฟฟ้า และทดสอบการสูญเสียไฮโดรเจน-ออกซิเจนของเจลอิเล็กโทรไลต์ต่างๆ โดยเจลอิเล็กโทรไลต์ประกอบด้วยฟูมซิลิการ้อยละ 2-5 โดยมวลต่อปริมาตร ความถ่วงจำเพาะของกรดซัลฟิวริก 1.280 ความเข้มข้นสารเติมแต่งร้อยละ 0.005, 0.01 และ 0.02 โดยมวลต่อปริมาตร พบว่า ปริมาณฟูมซิลิกาที่เพิ่มขึ้นจะทำให้เกิดเป็นเจลได้ดีขึ้น เช่นเดียวกับสารเติมแต่งบางชนิดที่มีผลทำให้เกิดเจลได้ดีขึ้น นอกจากนี้ขนาดอนุภาคของฟูมซิลิกา ปริมาณของฟูมซิลิกา ชนิดของสารเติมแต่ง ความเข้มข้นของสารเติมแต่ง ที่เหมาะสมมีผลทำให้ค่าความจุไฟฟ้าของแบตเตอรี่รวมถึงค่าการนำไฟฟ้าสูงขึ้น ขณะที่ฟูมซิลิกาขนาด 12 นาโนเมตรลดการสูญเสียไฮโดรเจน-ออกซิเจนได้ดีกว่าฟูมซิลิกาขนาด 7 นาโนเมตร โดยสารเติมแต่งและความเข้มข้นของสารเติมแต่งบางชนิดไม่มีผลต่อการสูญเสียไฮโดรเจน-ออกซิเจน ซึ่งผลของการสูญเสียออกซิเจน-ไฮโดรเจนนี้จะมีผลต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่ สำหรับเจลอิเล็กโทรไลต์ที่ให้ค่าความจุไฟฟ้าของแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดแบบมีวาล์วควบคุมสูงสุดคือ เจลอิเล็กโทรไลต์ที่เติมสารเติมแต่งพอลิเมอร์พอลิพิโรล ความเข้มข้นร้อยละ 0.01 ฟูมซิลิกาความเข้มข้นร้อยละ 4 ความถ่วงจำเพาะของกรดซัลฟิวริก 1.280 ให้ค่าความจุไฟฟ้า 2.5 แอมป์ชั่วโมง ซึ่งสูงกว่ามาตรฐานแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดแบบมีวาล์วควบคุมทั่วไป ขณะที่เจลอิเล็กโทรไลต์ที่ให้ค่าการนำไฟฟ้าสูงสุด 836 มิลลิซีเมนซ์ต่อเซนติเมตร คือ เจลอิเล็กโทรไลต์ที่เติมสารเติมแต่งสีย้อมความเข้มข้นร้อยละ 0.01 ฟูมซิลิกาความเข้มข้นร้อยละ 3 ความถ่วงจำเพาะของกรดซัลฟิวริก 1.280 และเจลอิเล็กโทรไลต์ที่ช่วยลดการสูญเสียไฮโดรเจนและออกซิเจนสูงสุดคือเจลอิเล็กโทรไลต์ที่เติมสารเติมแต่งไอออนิกเหลว ขณะที่การวิเคราะห์ผลด้วย XRD พบว่าการเติมสารเติมแต่งต่างๆในเจลอิเล็กโทรไลต์นี้ไม่ส่งผลต่อการเกิดปฏิกิริยาบนพื้นที่ผิวของแผ่นธาตุลบในแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดแบบมีวาล์วควบคุม
Description: Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2013
Degree Name: Master of Science
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Petrochemistry and Polymer Science
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/68852
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
5172571323.pdf2.55 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.