งานวิจัยนี้ศึกษาการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะผสมแพลทินัม-แพลเลเดียมบนแผ่นเมมเบรนสำหรับปฏิกิริยารีดักชันของออกซิเจนในเซลล์เชื้อเพลิงชนิดเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน โดยจะแบ่งการทำงานออกเป็น 2 ส่วนย่อย ส่วนแรกเป็นการศึกษาและเปรียบเทียบประสิทธิภาพของการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับประกอบหน่วยเยื่อแผ่นและอิเล็กโทรด (Membrane electrode assembly, MEA) โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาทางการค้า ซึ่งจะใช้วิธีในการเตรียม 2 วิธี คือ การเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาบนขั้วไฟฟ้าโดยการพ่น (Spray) และการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาบนเยื่อแผ่นเมมเบรน โดยใช้ 2 เทคนิค คือเทคนิค Direct spray deposition และเทคนิค Decal transfer method งานส่วนที่สองจะเป็นการศึกษาการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะผสมแพลทินัม-แพลเลเดียม สำหรับประกอบหน่วยเยื่อแผ่นและอิเล็กโทรดโดยใช้วิธีที่ดีที่สุดจากงานส่วนแรก โดยตัวแปรที่จะศึกษาคือ ผลของการล่อผลึก ผลของความเป็นกรด-เบส ผลของอุณหภูมิ เป็นต้น จากนั้นวิเคราะห์สัณฐานวิทยาของตัวเร่งปฏิกิริยาที่เตรียมได้ เช่น องค์ประกอบและสัดส่วนของตัวเร่งปฏิกิริยา โครงสร้างและระดับความเป็นโลหะผสมของตัวเร่งปฏิกิริยา พื้นที่ผิวที่มีความว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยา ลักษณะและรูปร่างของตัวเร่งปฏิกิริยา ขนาดและการกระจายตัวของตัวเร่งปฏิกิริยา ศึกษากลไกการเร่งปฏิกิริยาของตัวเร่งปฏิกิริยาที่เตรียมได้ด้วยเทคนิค Rotating Disc Electrode และทดสอบประสิทธิภาพในเชลล์เชื้อเพลิงเดี่ยวที่ภาวะต่างๆ

This research was carried out to prepare Pt-Pd/C electrocatalysts coated membrane for oxygen reduction reaction in PEM fuel cell. The research is classified into 2 parts. The first part is the comparative experiment of catalytic loading on gas diffusion layer by direct spray deposition and on membrane by direct spray deposition and decal transfer method. The second part is the preparation of Pt-Pd/C electrocatalyst for PEM fuel cell by using the best method from the first part. The investigated parameters are effect of seeding, initial pH and temperature, etc. The morphologies of Pt-Pd/C electrocatalyst such as Pt content, ratio of Pt-Pd electrocatalyst, structural properties, degree of Pt-Pd alloy, active surface area, particle size and dispersion of Pt-Pd electrocatalyst are then characterized. In order to study the mechanism of Pt-Pd/C electrocatalyst, the rotating disc electrode technique are consequently carried out. Finally, the performance of the prepared Pt alloy electrocatalyst is explored in a single PEM fuel cell in H2/O2 system.