การเคลือบพอลิพิร์โรลและพอลิแอนิลีนบนขั้วไฟฟ้าเหล็กกล้าไร้สนิม

Coating of polypyrrole and polyaniline on stainless steel electrode

Name: พัชราลัย อรุณยงค์

ThaSH: เซลล์เชื้อเพลิงชนิดเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน

ThaSH: เคมีไฟฟ้า

ThaSH: เหล็กกล้าไร้สนิม

ThaSH: การกัดกร่อนและการป้องกันการกัดกร่อน

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

Abstract: Currently, bipolar plate in PEM fuel cell that made from metal is used to replace with graphite materials. However, metal corrosion could be obtained from the acid conditions in fuel cell. Therefore, the prevention of metal corrosion is studied by coating with conductive polymers. In this research, monolayer polypyrrole (PPY) and bilayer polypyrrole/polyaniline (PPY/ PANI) were used to coat on stainless steel electrode by electrochemical methods. The target parameters were types of supporting electrolyte, monomer concentrations and electropolymerization methods. The results of pyrrole monomer concentration that synthesized by Cyclic voltammetry, Potentiostatic and Galvanostatic method were shown that corrosion resistivity was decreased with opposite to interfacial contact resistance (ICR) as increasing of monomer concentration. In aspect to supporting electrolyte types; sodiumdodecylsulfate, oxalic acid and sulfuric acid, it was found that the optimum conditions was synthesized PPY were Potentiostatic method at 0.6 V/SCE for 350 s containing 0.1 M of pyrrole monomer in oxalic acid that provided the best protection corrosion and low ICR value for first layer. The synthesized PANI in oxalic acid in the second layer (PPY/PANI) by Galvanostatic method at 0.1 mA for 600 s was indicated the corrosion protection efficiency and ICR value higher than monolayer. The results of morphology and composition of the PPY and PANI were confirmed by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), respectively.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: เก็จวลี พฤกษาทร

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2554

Modified: 2559-04-10

Issued: 2559-04-10

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/37225

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เคมีเทคนิค

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	patcharalai_ar.pdf	3.18 MB	13	2019-11-13 11:01:51

ใช้เวลา

0.053281 วินาที