การวิเคราะห์สมรรถนะของเซลล์อิเล็กโทรไลซิสชนิดออกไซต์แข็งและเซลล์เชื้อเพลิง ชนิดออกไซด์แข็งที่ใช้อิเล็กโทรไลต์และตัวรองรับแตกต่างกัน

Performance analysis of solid oxide electrolysis cell and solid oxicle fuel cell with different types of elctrolytes and supports

Name: เชาวณัฐ ตั้งกุศลจิต

Organization : สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง. คณะวิศวกรรมศาสตร์

keyword: เซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์ของแข็ง

; เซลล์อิเล็กโทรไลซิสชนิดออกไซด์แข็ง

; Solid oxide fuel cells

Abstract: เซลล์อิเล็กโทรไลซิสชนิดออกไซด์แข็งเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีสำหรับการผลิตไฮโดรเจนจากนํ้าผ่านการใช้กระแสไฟฟ้า ขณะเดียวกันเซลล์เชื้อเพลิงชนิดออกไซด์แข็งก็เป็นอีกหนึ่งเทคโนโลยีที่ใช้สำหรับเปลี่ยนไฮโดรเจนไปเป็นพลังงานไฟฟ้าเซลล์ทั้ง 2 ชนิดสามารถใช้อิเล็กโทรไลต์ที่แตกต่างกันได้ 2 แบบ ได้แก่ อิเล็กโทรไลต์แบบมีออกซิเจนไอออนเป็นตัวนำและแบบมีโปรตอนเป็นตัวนำ ซึ่งการใช้อิเล็กโทรไลต์แต่ละแบบจะมีตำแหน่งของสายป้อน (feed line) และตำแหน่งของผลิตภัณฑ์ที่ถูกผลิตออกมานั้นต่างกัน เป็นผลให้คุณภาพและปริมาณของการผลิตไฮโดรเจนและกระแสไฟฟ้านั้นแตกต่างกันด้วย นอกจากนี้เซลล์แต่ละชนิดยังสามารถมีตัวรองรับที่แตกต่างกันได้ถึง 3 แบบ คือตัวรองรับแอโนดแคโทด และอิเล็กโทรไลต์ในงานวิจัยนี้ได้ทำการวิเคราะห์สมรรถนะของเซลล์อิเล็กโทรไลซิสและเซลล์เชื้อเพลิงชนิดออกไซด์แข็งที่ใช้อิเล็กโทรไลต์และตัวรองรับที่แตกต่างกันผ่านโปรแกรมจำลองกระบวนการ Aspen Plus แบบจำลองไฟฟ้าเคมี ซึ่งพิจารณาค่าศักย์ไฟฟ้าสูญเสียทุกชนิด ได้แก่ ศักย์ไฟฟ้าสูญเสียจากความต้านทาน ศักย์ไฟฟ้าสูญเสียจากความเข้มข้น และศักย์ไฟฟ้าสูญเสียจากปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีถูกนำไปเขียนในกล่องการคำนวณ (calculator block) ที่อยู่ในโปรแกรม Aspen Plus เพื่อคำนวณหาค่าศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ที่ใช้ในการผลิตไฮโดรเจนและพลังงานไฟฟ้า เมื่อทำการศึกษาชนิดตัวรองรับที่เหมาะสมในเซลล์แต่ละแบบ พบว่าการใช้ตัวรองรับแบบแอโนดเหมาะสมกับเซลล์อิเล็กโทรไลซิสชนิดออกไซด์แข็งแบบนำออกซิเจนไอออน เซลล์เชื้อเพลิงชนิดออกไซด์แข็งแบบนำออกซิเจนไอออนและแบบนำโปรตอน ส่วนการใช้ตัวรองรับชนิดแคโทดจะเหมาะสมกับเซลล์อิเล็กโทรไลซิสชนิดออกไซด์แข็งแบบนำโปรตอน จากนั้นจะทำการศึกษาผลของสภาวะการดำเนินงาน ได้แก่ อุณหภูมิและความดันที่มีต่อค่าศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ ซึ่งผลที่ได้จากการจำลองกระบวนการแสดงให้เห็นว่าเซลล์อิเล็กโทรไลซิสชนิดออกไซด์แข็งแบบนำโปรตอนจะทำงานได้ดีกว่าที่อุณหภูมิตํ่ากว่า 1050 เคลวิน และแบบนำออกซิเจนไอออนจะทำงานได้ดีกว่าที่อุณหภูมิสูงกว่า 1050 เคลวิน ขณะที่เซลล์เชื้อเพลิงชนิดออกไซด์แข็งแบบนำโปรตอนจะทำงานได้ดีกว่าที่อุณหภูมิตํ่ากว่า 823 เคลวิน และแบบนำออกซิเจนไอออนจะทำงานได้ดีกว่าที่อุณหภูมิสูงกว่า 823 เคลวิน เนื่องจากความสามารถในการนำไอออนของริเล็กโทรไลต์ทั้งสองชนิดในแต่ละช่วงอุณหภูมิมีค่าต่างกัน นอกจากนี้ยังพบว่าการนำเซลล์อิเล็กโทรไลซิสชนิดออกไซด์แข็งแบบนำออกซิเจนไอออนไปใช้งานร่วมกับเซลล์เชื้อเพลิงชนิดออกไซด์แข็งแบบนำออกซิเจนไอออนนั้นเหมาะสมที่สุด เพราะการดำเนินงานร่วมกันดังกล่าวจะได้กระแสไฟฟ้าเหลือออกมาและสุดท้ายที่สมรรถนะเท่ากันอัตราส่วนจำนวนเซลล์ของเซลล์อิเล็กโทรไลซิสชนิดออกไซด์แข็งแบบนำโปรตอนต่อแบบนำออกซิเจนไอออนจะเป็น 1.8 ต่อ 1 และเซลล์เชื้อเพลิงชนิดออกไซด์แข็งแบบนำโปรตอนต่อแบบนำออกซิเจนไอออนจะเป็น 2.8 ต่อ 1

สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง. สำนักหอสมุดกลาง

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: Lifelong@kmitl.ac.th

Name: ญาณีพร พัชรวรโชติ

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์

Email : yaneeporn.pa@kmitl.ac.th

Created: 2562

Modified: 2563-07-14

Issued: 2563-07-14

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: EThesis

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต (วิศวกรรมเคมี)

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมเคมี

Grantor: สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง

©copyrights สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Fulltext Chawanut Tangkusonjit.pdf	2.89 MB	3	2022-04-23 16:55:21

ใช้เวลา

0.032074 วินาที