ผลขององค์ประกอบของคาร์บอน/เรซินคอมพอสิตต่อสมบัติของแผ่นโลหะเคลือบสำหรับเซลล์เชื้อเพลิงพีอีเอ็ม

Effects of composition of carbon/resin composite on coated metal plate properties for pem fuel cell

Name: จักรพงศ์ ศิริประสมทรัพย์

keyword: เซลล์เชื้อเพลิงชนิดเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน

Abstract: งานวิจัยนี้ศึกษาผลขององค์ประกอบของสารเคลือบที่มีต่อสมบัติการต้านทานการกัดกร่อนและการนำกระแสไฟฟ้าของแผ่นโลหะเคลือบคาร์บอน/เรซินคอมพอสิต โดยใช้ผงแปรงถ่านเป็นองค์ประกอบหลักและใช้สารตัวเติมเป็นท่อนาโนคาร์บอนที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่างกัน ร่วมกับตัวประสานคือซิงก์เรซิน (Zinc resin) และอะคริดิกเรซิน (Acrydic resin) องค์ประกอบรวมของการเคลือบคือ ผงแปรงถ่าน เรซิน และตัวทำละลาย ร้อยละ 20 30 และ 50 ตามลำดับ โดยใช้วิธีสเปรย์ในการเคลือบผิวโลหะที่ความหนาของฟิล์มระหว่าง 0.09 ถึง 0.11 มิลลิเมตร และศึกษาท่อนาโนคาร์บอนในช่วงร้อยละ 1- 5 โดยน้ำหนักในการแทนที่ตัวทำละลาย จากผลการทดลองพบว่า การใช้ซิงก์เรซิน (Zinc resin) จะมีค่าความต้านทานเชิงสัมผัสต่ำกว่าอะคริดิกเรซิน (Acrydic resin) แต่ค่าการกัดกร่อนสูงกว่า ส่วนค่าความต้านทานเชิงสัมผัสมีค่าลดลงเมื่อการเติมท่อนาโนคาร์บอนในปริมาณร้อยละ 0- 2 โดยน้ำหนัก การเติมท่อนาโนคาร์บอนที่มีสภาพนำไฟฟ้าสูง (100 ซีเมนต์ต่อเซนติเมตร) ส่งผลให้สมบัติของฟิล์มที่เคลือบดีที่สุด เมื่อปริมาณท่อนาโนคาร์บอนเพิ่มขึ้นทำให้สภาพนำไฟฟ้า การต้านทานการกัดกร่อนและการยึดติดของฟิล์มที่เคลือบมีแนวโน้มต่ำลงทั้งเรซิน 2 ชนิด การเติมท่อนาโนคาร์บอนชนิด 100 ซีเมนต์ต่อเซนติเมตร ร้อยละ 2 โดยน้ำหนักในการเคลือบด้วยซิงก์เรซินและอะคริดิกเรซิน ให้ค่าความต้านทานเชิงสัมผัส 4 และ 35 มิลลิโอห์มตารางเซนติเมตร และค่ากระแสกัดกร่อน 6 และ 0.5 ไมโครแอมป์ต่อตารางเซนติเมตร ตามลำดับ พบว่าให้ค่ากระแสกัดกร่อนต่ำกว่าแผ่นโลหะที่ไม่ได้เคลือบ เมื่อนำแผ่นโลหะเคลือบด้วยซิงก์เรซินไปใช้ในเซลล์เชื้อเพลิง ให้ค่าความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า 325.2 มิลลิแอมแปร์ต่อตารางเซนติเมตร และแผ่นโลหะเคลือบด้วยอะคริดิกเรซินให้ค่าความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า 259 มิลลิแอมแปร์ต่อตารางเซนติเมตร ซึ่งน้อยกว่าชุดเซลล์เชื้อเพลิงเดี่ยวที่ใช้แผ่นนำกระแสไฟฟ้าชนิดแกรไฟต์เชิงพาณิชย์ (395.4 มิลลิแอมแปร์ต่อตารางเซนติเมตร) ที่ความต่างศักย์ 0.6 โวลต์

Abstract: This research was to study the effect of composition in coating layer on corrosion protection and electronically conductive of SUS 304 stainless steel coated by carbon/resin composite. The carbon base is carbon brush powder. The additive is carbon nanotubes. Zinc resin and acrydic are used as a binder. The studied parameter was amount of carbon nanotubes (CNTs) 1-5 wt% in carbon/resin composite layers. The composition of coating was 20 wt% of carbon, 30 wt% of resin and 50 wt% of solvent. The spray technique is used to coat carbon composite on the stainless steel. The results were shown that zinc resin binder gave lower interfacial contact resistance (ICR) than acrydic resin, but corrosion rate is higher. The ICR decreased when CNTs were added until 2 wt%. The addition of 3 types of CNTs, high conductivity CNTs (100 S/cm) revealed the best condition for metal coated carbon/resin composite. The corrosion resistance and adhesion of coating film had lower trend in both of resins when CNTs were added over 2 wt%. Addition of CNTs 2 wt%, the ICR at 200 lbf.in tightening force was 35 and 4 mΩcm2 when acrydic resin and zinc resin were used, respectively. Corrosion rate of zinc and acrydic resin were 6 and 0.5 µA/cm2, respectively. When coated metal plate with zinc resin and acrydic resin were used in fuel cell, current density were 325.2 mA/cm2 and 259 mA/cm2, respectively. This was less than commercial graphite plate of 395.4 mA/cm2.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สถาบันวิทยบริการ

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: เก็จวลี พฤกษาทร

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2553

Modified: 2556-01-21

Issued: 2556-01-21

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เทคโนโลยีเชื้อเพลิง

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	jakrapong_si.pdf	2.17 MB	10	2018-06-01 03:55:49

ใช้เวลา

0.031479 วินาที