ridm@nrct.go.th   ระบบคลังข้อมูลงานวิจัยไทย   รายการโปรดที่คุณเลือกไว้

การพัฒนาเมมเบรนพอลิเมอร์ที่นำโปรตอนได้ในช่วงอุณหภูมิขนาดกลางของเซลล์เชื้อเพลิง: (I) ศึกษาความแข็งแรงเชิงกล

หน่วยงาน สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย

รายละเอียด

ชื่อเรื่อง : การพัฒนาเมมเบรนพอลิเมอร์ที่นำโปรตอนได้ในช่วงอุณหภูมิขนาดกลางของเซลล์เชื้อเพลิง: (I) ศึกษาความแข็งแรงเชิงกล
นักวิจัย : นันทิยา หาญศุภลักษณ์
คำค้น : Fuel cell , poly(arylene ether sulfone) , Sulfonation , ซัลโฟเนชั่น , พอลิอริวลีนอีเธอร์ซัลโฟน , เซลล์เชื้อเพลิง
หน่วยงาน : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย
ผู้ร่วมงาน : -
ปีพิมพ์ : 2554
อ้างอิง : http://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=MRG4780089 , http://research.trf.or.th/node/2756
ที่มา : -
ความเชี่ยวชาญ : -
ความสัมพันธ์ : -
ขอบเขตของเนื้อหา : -
บทคัดย่อ/คำอธิบาย :

งานวิจัยนี้ศึกษาการปรับปรุงพอลิเมอร์ชนิดพอลิอริวลีนอีเธอร์ซัลโฟนให้มีหมู่ที่แลกเปลี่ยนโปรตอนได้ ด้วยการทำปฏิกิริยาซัลโฟเนชั่น และศึกษาอิทธิพลของ ซีเอสเอ็มไฟว์ที่ผสมกับพอลิเมอร์ดังกล่าวที่มีต่อความแข็งแรงเชิงกลของแผ่นเมมเบรนที่ผ่านการบ่ม 3 ชั่วโมงที่อุณหภูมิต่างๆ (ห้อง 80 100 และ 120 องศาเซลเซียส) ที่ความชื้นสัมพัทธ์คงที่ 100 เปอร์เซ็นต์ โดยได้ทำการวิเคราะห์โครงสร้างทางเคมีด้วยเครื่องเอฟทีไออาร์และเอ็นเอ็มอาร์และวิเคราะห์คุณสมบัติต่างๆ เช่นความสามารถในการนำโปรตอน ค่าการอุ้มน้ำ เป็นต้น นอกจากนี้ได้วิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคด้วยเครื่อง SEM ผลการทดลองพบว่าได้พอลิเมอร์ที่มีค่าดีกรีของการซัลโฟเนชั่นเป็น 8 เปอร์เซ็นต์ โดยพบว่าไม่เปลี่ยนแปลงรูปร่างหรือละลายเมื่อแช่ในน้ำหรือสัมผัสกับความชื้นที่อุณหภูมิสูง การกระจายตัวของซีโอไลต์ ในพอลิเมอร์ ดีเมื่อมีปริมาณซีโอไลต์ต่ำกว่า 15 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก นอกจากนี้ค่าการดูดซับน้ำ ค่าการนำโปรตอน และค่าการแลกเปลี่ยนประจุแปรผันตามกับปริมาณพอลิเมอร์ที่มีในเมมเบรนผสม เนื่องจากค่าการนำโปรตอนที่ได้ของเมมเบรนผสมที่มีซีโอไลต์ผสมตั้งแต่ 0 -20 เปอร์เซ็นต์นี้เมื่อเทียบกับแนฟฟิออน 117 ที่อุณหภูมิห้องและความชื้นสัมพัทธ์ 99.9% มีค่า 0.007 – 0.01 S/cm ซึ่งต่ำกว่าแต่ก็ให้ผลใกล้เคียงกับค่าที่ยอมรับได้ที่ 0.01 ซีเมนต์ต่อเซนติเมตร จึงเหมาะสมที่จะนำไปพัฒนาใช้เป็นแผ่นเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอนในเซลล์เชื้อเพลิง การเพิ่มปริมาณซีโอไลต์ในเมมเบรนผสมจะลดการทนแรงดึง แต่เพิ่มค่า Young’s modulus ของเมมเบรนผสมที่ทุกอุณหภูมิบ่มนี้ นอกจากนี้พอลิเมอร์ที่ผ่านซัลโฟเนชั่น จะมีการทนแรงดึงได้ต่ำลง แต่การบ่มจะสามารถช่วยเพิ่มค่าดังกล่าวได้ อย่างไรก็ตามวิธีการเติมหมู่ซัลโฟเนตให้แก่พอลิเมอร์ชนิดนี้ควรมีการควบคุมที่ดีกว่านี้เพื่อสามารถควบคุมจำนวนหมู่ที่นำโปรตอนได้ดีกว่านี้ The work focused on sulfonation of poly(arylene ether sulfone) based biphenol and characterization using FTIR, NMR, and SEM, including ion-exchange capacity, water uptake, and proton conductivity. In addition, effect of ZSM-5 in the composite membranes aged for 3 hours at 4 different temperatures (room temperature, 80, 100, and 120 C) and a constant relative humidity of 100 percent on mechanical strength was also investigated. It was found that sulfonated polymers did not deform or dissolve in water or when in contact with steam. Good distribution of ZSM-5 in the composite membranes could be obtained when there was less than 15% ZSM-5 in the membranes. Water uptake, proton conductivity, and ion-exchange capacity were proportional to the amount of sulfonated polymers in the membrane. The Proton conductivities of the composite membranes containing 0 – 20 % ZSM-5 were in the range of 0.007 – 0.01 S/cm which was lower than nafion-117 Nafion. As the acceptable value of the conductivity for regular proton-exchange membranes is about 0.01 S/cm, our composite membanes may have potential of being used in the proton-exchange membrane fuel cell. For aged membranes at all four different temperatures at a fixed relative humidity of 100%, increasing ZSM-5 reduced their tensile strength, and enhanced Young’s moduli. Furthermore, sulfonated polymers had lower tensile strengths. However, the temperature-aging could improve the property

บรรณานุกรม :
นันทิยา หาญศุภลักษณ์ . (2554). การพัฒนาเมมเบรนพอลิเมอร์ที่นำโปรตอนได้ในช่วงอุณหภูมิขนาดกลางของเซลล์เชื้อเพลิง: (I) ศึกษาความแข็งแรงเชิงกล.
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
นันทิยา หาญศุภลักษณ์ . 2554. "การพัฒนาเมมเบรนพอลิเมอร์ที่นำโปรตอนได้ในช่วงอุณหภูมิขนาดกลางของเซลล์เชื้อเพลิง: (I) ศึกษาความแข็งแรงเชิงกล".
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
นันทิยา หาญศุภลักษณ์ . "การพัฒนาเมมเบรนพอลิเมอร์ที่นำโปรตอนได้ในช่วงอุณหภูมิขนาดกลางของเซลล์เชื้อเพลิง: (I) ศึกษาความแข็งแรงเชิงกล."
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย, 2554. Print.
นันทิยา หาญศุภลักษณ์ . การพัฒนาเมมเบรนพอลิเมอร์ที่นำโปรตอนได้ในช่วงอุณหภูมิขนาดกลางของเซลล์เชื้อเพลิง: (I) ศึกษาความแข็งแรงเชิงกล. กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย; 2554.