Synthesis of palladium-nickel bimetallic nanoparticles on Graphene support : an electrocatalyst for ethanol fuel cell
4
Issued Date
2024
Copyright Date
2018
Resource Type
Language
eng
File Type
application/pdf
No. of Pages/File Size
xiii, 52 laeves : ill.
Access Rights
open access
Rights
ผลงานนี้เป็นลิขสิทธิ์ของมหาวิทยาลัยมหิดล ขอสงวนไว้สำหรับเพื่อการศึกษาเท่านั้น ต้องอ้างอิงแหล่งที่มา ห้ามดัดแปลงเนื้อหา และห้ามนำไปใช้เพื่อการค้า
Rights Holder(s)
Mahidol University
Bibliographic Citation
Thesis (M.Eng. (Chemical Engineering))--Mahidol University, 2018
Suggested Citation
Somchate Wasantwisut Synthesis of palladium-nickel bimetallic nanoparticles on Graphene support : an electrocatalyst for ethanol fuel cell. Thesis (M.Eng. (Chemical Engineering))--Mahidol University, 2018. Retrieved from: https://repository.li.mahidol.ac.th/handle/123456789/92319
Title
Synthesis of palladium-nickel bimetallic nanoparticles on Graphene support : an electrocatalyst for ethanol fuel cell
Alternative Title(s)
การสังเคราะห์อนุภาคนาโนของพาเลเดียมและนิกเกิลบนแกฟีนสำหรับใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีในเซลล์เชื้อเพลิงเอทานอล
Author(s)
Advisor(s)
Abstract
Direct ethanol fuel cell (DEFC) is a device that generates an electric current through electro-oxidation of ethanol as a fuel. The electro-oxidation reaction occurs at the anode electrode of the cell and is facilitated by electrocatalyst of noble metal type- platinum (Pt) or palladium (Pd). In this work, we synthesized composite material of palladium concave nanocubes (PdCNs), nickel hydroxide nanoparticles (Ni(OH)2) and reduced graphene oxide (rGO), named as Pd-Ni(OH)2/rGO composite. The composite was coated on glassy carbon electrode and employed as an anode in an electrochemical cell. Electrocatalytic performances of the composites were determined by measuring electro-oxidation of ethanol in alkaline solution in a cyclic voltammetry mode. The best result, obtained from Pd-Ni(OH)2/rGO with 10 %wt Pd loading on GO and 40 %wt Ni loading on Pd/rGO, exhibited an electrochemical current of 1,460.15 mA/mg Pd. Excellent performances of the Pd-Ni/rGO can be attributed to active 'edge atoms' of the PdCNs and facilitating effects from Ni(OH)2 that yields outstanding electrocatalytic activity to ethanol oxidation.
เซลล์เชื้อเพลิงเอทานอลโดยตรงเป็นอุปกรณ์ที่อาศัยหลักการทางไฟฟ้าเคมีในการเปลี่ยนพลังงานเคมีของเอทานอลให้เป็นพลังงานไฟฟ้าด้วยปฏิกิริยาออกซิเดชันของเอทานอลที่บริเวณขั้วแอโนดของเซลล์เชื้อเพลิง โดยอาศัยโลหะมีสกุลเช่น แพลทินัมและพาเลเดียม ในการเร่งปฏิกิริยาดังกล่าว ในงานวิจัยนี้ ทางนักวิจัยได้ทาการสังเคราะห์วัสดุร่วมระหว่างอนุภาคนาโนของโลหะพาเลเดียมทรงสี่เหลี่ยมเว้ากับนิกเกิลไฮดรอกไซด์บนวัสดุรองรับรีดิวซ์แกรฟีนออกไซด์ ด้วยกระบวนการทางเคมี ตลอดจนศึกษาประสิทธิภาพและเสถียรภาพของวัสดุคอมโพสิตในการเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของเอทานอลในสารละลายเบสโดยใช้เซลล์ไฟฟ้าเคมี 3 ขั้ว และใช้กระบวนการไซคลิกโวลทาเมทรีในการศึกษา พบว่าวัสดุร่วมที่ใช้ปริมาณการใส่พาเลเดียมบนแกรฟีนออกไซด์และนิกเกิลไฮดรอกไซด์บนพาเลเดียมรีดิวซ์แกรฟีนออกไซด์เท่ากับ 10 และ 40 เปอร์เซ็นต์โดยน้าหนัก ตามลาดับ ให้กระแสไฟฟ้าสูงสุดที่ 1,460.15 มิลลิแอมแปร์ต่อมิลลิกรัมของพาเลเดียม อันเป็นผลมาจากความไวต่อปฏิกิริยาในบริเวณขอบของอนุภาคพาเลเดียมทรงสี่เหลี่ยมเว้าและความสามารถในการช่วยเร่งอัตราการเกิดปฏิกิริยาของนิกเกิลไฮดรอกไซด์ ตัวเร่งชนิดนี้จึงมีแนวโน้มที่จะสามารถนาไปประยุกต์ใช้ในขั้วแอโนดของเซลล์เชื้อเพลิงเอทานอลได้
เซลล์เชื้อเพลิงเอทานอลโดยตรงเป็นอุปกรณ์ที่อาศัยหลักการทางไฟฟ้าเคมีในการเปลี่ยนพลังงานเคมีของเอทานอลให้เป็นพลังงานไฟฟ้าด้วยปฏิกิริยาออกซิเดชันของเอทานอลที่บริเวณขั้วแอโนดของเซลล์เชื้อเพลิง โดยอาศัยโลหะมีสกุลเช่น แพลทินัมและพาเลเดียม ในการเร่งปฏิกิริยาดังกล่าว ในงานวิจัยนี้ ทางนักวิจัยได้ทาการสังเคราะห์วัสดุร่วมระหว่างอนุภาคนาโนของโลหะพาเลเดียมทรงสี่เหลี่ยมเว้ากับนิกเกิลไฮดรอกไซด์บนวัสดุรองรับรีดิวซ์แกรฟีนออกไซด์ ด้วยกระบวนการทางเคมี ตลอดจนศึกษาประสิทธิภาพและเสถียรภาพของวัสดุคอมโพสิตในการเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของเอทานอลในสารละลายเบสโดยใช้เซลล์ไฟฟ้าเคมี 3 ขั้ว และใช้กระบวนการไซคลิกโวลทาเมทรีในการศึกษา พบว่าวัสดุร่วมที่ใช้ปริมาณการใส่พาเลเดียมบนแกรฟีนออกไซด์และนิกเกิลไฮดรอกไซด์บนพาเลเดียมรีดิวซ์แกรฟีนออกไซด์เท่ากับ 10 และ 40 เปอร์เซ็นต์โดยน้าหนัก ตามลาดับ ให้กระแสไฟฟ้าสูงสุดที่ 1,460.15 มิลลิแอมแปร์ต่อมิลลิกรัมของพาเลเดียม อันเป็นผลมาจากความไวต่อปฏิกิริยาในบริเวณขอบของอนุภาคพาเลเดียมทรงสี่เหลี่ยมเว้าและความสามารถในการช่วยเร่งอัตราการเกิดปฏิกิริยาของนิกเกิลไฮดรอกไซด์ ตัวเร่งชนิดนี้จึงมีแนวโน้มที่จะสามารถนาไปประยุกต์ใช้ในขั้วแอโนดของเซลล์เชื้อเพลิงเอทานอลได้
Description
Chemical Engineering (Mahidol University 2018)
Degree Name
Master of Engineering
Degree Level
Master's degree
Degree Department
Faculty of Engineering
Degree Discipline
Chemical Engineering
Degree Grantor(s)
Mahidol University