การศึกษาอิทธิพลของชนิดและรูปร่างของวัสดุขั้วต่อการผลิตแก๊สไฮโดรเจนจากกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส

Effects of Material Selection and Electrode Shapes on Hydrogen Production by Electrolysis

Name: ระวิวรรณ ทิพย์พันธ์

Name: Rawiwan Thippan

keyword: การผลิตแก๊สไฮโดรเจน

Abstract: งานวิจัยนี้ได้ศึกษาอิทธิของชนิดวัสดุ และรูปร่างของขั้วอิเล็กโทรดที่มีผลต่อประสิทธิภาพ การผลิตแก๊สไฮโดรเจนด้วยกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส ที่มีโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น 20% โดยน้ำหนักเป็นสารละลายและป้อนไฟฟ้ากระแสตรงให้กับระบบผลิตแก๊สไฮโดรเจน ในการศึกษานี้ ได้แบ่งการทดลองออกเป็น 3 ส่วน คือ ส่วนที่ 1 ใช้เหล็กกล้าไร้สนิม เหล็กกล้าไร้สนิมที่ชุบด้วย นิกเกิล และทองแดงเป็นวัสดุขั้วอิเล็กโทรด พบว่าเมื่อให้ความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้ากับระบบ เพิ่มมากขึ้น ศักย์ไฟฟ้าและอัตราการผลิตแก๊สไฮโดรเจนของระบบเพิ่มสูงขึ้น ซึ่งสวนทางกับ ประสิทธิภาพของระบบที่กลับลดลงเมื่อให้กำลังไฟฟ้ากับระบบเพิ่มมากขึ้น และเมื่อใช้เหล็กกล้าไร้ สนิมที่ชุบด้วยนิกเกิลเป็นขั้วอิเล็กโทรด ระบบมีอัตราการผลิตแก๊สไฮโดรเจนสูงสุด รองลงมาคือขั้ว เหล็กกล้าไร้สนิมและทองแดง ซึ่งมีค่าเท่ากับ 0.82, 0.70 และ 0.69 L/min ที่มีความหนาแน่นของ กระแสไฟฟ้าเท่ากับ 0.6 A/cm2 คิดเป็นประสิทธิภาพได้ 25.69, 20.01 และ 19.12% ตามลำดับ ส่วนที่ 2 ใช้เหล็กกล้าไร้สนิมที่ชุบด้วยนิกเกิลขนาด 25, 50 และ 100 cm2 เป็นขั้วอิเล็กโทรด พบว่าเมื่อใช้ขั้ว อิเล็กโทรดขนาด 100 cm2 ระบบจะมีอัตราการผลิตแก๊สไฮโดรเจนได้สูงสุด ซึ่งมีค่าเท่ากับ 0.82 L/min ที่ความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าเท่ากับ 0.6 A/cm2 คิดเป็นประสิทธิภาพได้ 26.06 และส่วนที่ 3 ใช้ เหล็กกล้าไร้สนิมขนาด 25 cm2 เป็นขั้วอิเล็กโทรด โดยทำการแปลงรูปร่างของขั้วอิเล็กโทรดเป็นแผ่น สี่เหลี่ยม วงกลม รูปเพชร และรูปหกเหลี่ยม พบว่าอัตราการผลิตแก๊สไฮโดรเจนที่ความหนาแน่นของ กระแสไฟฟ้าเดียวกันมีค่าใกล้เคียงกัน และประสิทธิภาพการผลิตแก๊สไฮโดรเจนของระบบก็มีค่า ใกล้เคียงกัน จากผลการศึกษาในงานวิจัยนี้ พบว่าเหล็กกล้าไร้สนิมที่ชุบด้วยนิเกิลมีความเหมาะสมที่ จะนำไปใช้เป็นวัสดุขั้วอิเล็กโทรดในการผลิตแก๊สไฮโดรเจนมากที่สุด และประสิทธิภาพการผลิตแก๊ส ไฮโดรเจนเพิ่มขึ้นเมื่อพื้นที่ผิวของขั้วอิเล็กโทรดเพิ่มมากขึ้น

Abstract: This research investigates the effects of electrode material, size and shape on hydrogen production efficiency in electrolytic process. The electrolyzer comprises of electrodes submerged in 20%wt potassium hydroxide solution and dc current is fed into the cell. The experimental work is divided into three parts. Firstly stainless steel plated with nickel and copper are used as electrode material. It is found that at the higher current density, the voltage and rate of hydrogen production are increased whereas the efficiency is decreased. At the current density of 0.6 A/cm 2, the hydrogen production rates are 0.82, 0.70 and 0.69 Llmin with 25.69, 20.01 and 19.12% efficiencies when using stainless steel plated with nickel, stainless steel and copper, respectively. Second, Nickel plated stainless steel plates with areas of 25, 50 and 100 cm2 are used as electrode. It is found that the hydrogen production rate is maximum at 0.82 L/min with 26.06% efficiency at the current density of 0.6 Alcm2when using the 100 cm2 electrode. Finally, stainless steel plates with the area of 25 cm2 in various shapes including rectangular, circular, diamond and haxagonal are used as electrodes. It has been found that the hydrogen production rates and the efficiencies of the system at the same current density are similar. The results show that stainless steel plated with nickel is the most suitable electrode material for hydrogen production and the efficiency of hydrogen production increases with the increasing electrode surface.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. สำนักหอสมุด

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: เก้ากันยา สุดประเสริฐ

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2554

Modified: 2556-02-14

Issued: 2556-01-23

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: ET872

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เทคโนโลยีพลังงาน

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	ET872.pdf	2.65 MB	43	2025-01-02 11:33:15
2	ET872ab.pdf	91.56 KB	11	2019-11-22 22:14:19

ใช้เวลา

0.032672 วินาที