ridm@nrct.go.th   ระบบคลังข้อมูลงานวิจัยไทย   รายการโปรดที่คุณเลือกไว้

การพัฒนาสารประกอบจำพวกซีเรียมออกไซด์ให้มีพื้นที่ผิวและความเสถียรภาพสูงเพื่อใช้ประโยชน์ในเซลล์เชื้อเพลิงแบบออกไซด์แข็ง

หน่วยงาน สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย

รายละเอียด

ชื่อเรื่อง : การพัฒนาสารประกอบจำพวกซีเรียมออกไซด์ให้มีพื้นที่ผิวและความเสถียรภาพสูงเพื่อใช้ประโยชน์ในเซลล์เชื้อเพลิงแบบออกไซด์แข็ง
นักวิจัย : วีรวรรณ สุทธิศรีปก
คำค้น : cerium oxide , methane steam reforming , redox property , กระบวนการรีฟอร์มมิ่งของมีเทนด้วยน้ำ , คุณสมบัติรีด๊อกซ์ , ซีเรียมออกไซด์
หน่วยงาน : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย
ผู้ร่วมงาน : -
ปีพิมพ์ : 2550
อ้างอิง : http://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=MRG4780144 , http://research.trf.or.th/node/2770
ที่มา : -
ความเชี่ยวชาญ : -
ความสัมพันธ์ : -
ขอบเขตของเนื้อหา : -
บทคัดย่อ/คำอธิบาย :

ในงานวิจัยนี้สารประกอบซีเรียมออกไซด์สามารถถูกเตรียมขึ้นได้จากกระบวนการ 3 กระบวนการหลักๆ คือ Precipitation, Templating และ Surfactant assisted approach ซึ่งจาการ วิเคราะห์พบว่าสารประกอบซีเรียมออกไซด์ที่เตรียมขึ้นโดยกระบวนการ Cationic surfactant assisted method จะมีขนาดของอนุภาคที่เล็กที่สุด และมีพื้นที่ผิวสูงที่สุด จากการทดสอบคุณสมบัติรีด๊อกซ์ (Redox Property) ของสารประกอบซีเรียมออกไซด์ถูกเตรียมขึ้นจากกระบวนการต่างๆ ซึ่งคุณสมบัติรีด๊ อกซ์สามารถทำการศึกษาได้จากกระบวนการ Temperature Programmed Reduction (TPR) และ กระบวนการ Temperature Programmed Oxidation (TPO) พบว่าคุณสมบัติ Redox (ปริมาณออกซิเจน ที่ผิวที่สามารถใช้ไประหว่างกระบวนการ Reduction และสามารถ recover กลับมาได้อีกครั้งด้วย กระบวนการ Oxidation) จะแปรผันตามค่าพื้นที่ผิวของสาร โดยสารประกอบซีเรียมออกไซด์ซึ่งถูกเตรียม ขึ้นได้จากกระบวนการ Surfactant assisted approach จะมีปริมาณออกซิเจนที่ผิว 2084 mmol/g ในขณะที่สารประกอบซีเรียมออกไซด์ที่ถูกเตรียมขึ้นได้จากกระบวนการ Precipitation และ Templating จะมีปริมาณออกซิเจนที่ผิวเพียง 781 และ 1724 mmol/g ตามลำดับ จากการทดสอบศักยภาพของสารประกอบซีเรียมออกไซด์ที่เตรียมด้วยวิธีการต่างๆ กันต่อ กระบวนการรีฟอร์มมิ่งของมีเทนด้วยน้ำสรุปได้ว่าสารประกอบซีเรียมออกไซด์ที่มีอนุภาคที่เล็กที่สุด และ มีพื้นที่ผิวที่สูงที่สุดจะมีศักยภาพในการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาต่อกระบวนการรีฟอร์มมิ่งของมีเทนด้วยน้ำสูง ที่สุด นั่นแสดงว่าศักยภาพต่อกระบวนการรีฟอร์มมิ่งแปรผันโดยตรงกับปริมาณพื้นที่ผิวของตัวเร่ง ปฏิกิริยานั่นเอง จากการศึกษาศักยภาพในการต้านทานต่อการเกิดคาร์บอนที่ผิวของตัวเร่งปฏิกิริยา ซีเรียมออกไซด์ที่เตรียมขึ้นด้วยกระบวนการต่างๆ ซึ่งกระบวนการที่ใช้ในการศึกษาคือ Temperature Programmed Oxidation (TPO) โดยการป้อนออกซิเจนเข้าสู่ระบบหลังกระบวนการรีฟอร์มมิ่งด้วยมีเทน พบว่าซีเรียมออกไซด์ที่เตรียมโดยวิธี Surfactant assisted method มีศักยภาพในการต้านทานการเกิด คาร์บอนที่ผิวสูงที่สุดเช่นกัน อนึ่งการเติม ZrO2 เพื่อสังเคราะห์ Ce-ZrO2 จะช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวของสารได้ อีกทั้งเสถียรภาพต่อ ความร้อนยังดีขึ้นอีกด้วย โดยจากผลการศึกษาศักยภาพของตัวเร่งปฏิกิริยา Ce-ZrO2 ต่อกระบวนการรี ฟอร์มมิ่งเมื่อเปรียบเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยา CeO2 และ Ni/Al2O3 พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยา Ce-ZrO2 มี ศักยภาพต่อกระบวนการรีฟอร์มมิ่งสูงมากกว่าอย่างชัดเจน In the present work, cerium oxide (ceria) was prepared by 3 different methods, precipitation, templating, and surfactant-assisted methods. After calcination at 900°C, ceria prepared by Surfactant-assisted method (SF) was observed from the present work to have significantly higher surface area than those prepared by Templating (TP) and Precipitation (PP) methods. It was found from the work that the specific surface area of ceria presents an important role on the oxygen storage capacity (OSC), the reactivity toward methane steam reforming, and the resistance toward carbon formation of this material. Ceria prepared by Surfactant-assisted method (SF) showed strong OSC and good reforming reactivity in terms of thermal stability and resistance toward carbon formation compared to others. In detail, the degree of OSC was measured by the number of hydrogen uptake from the temperature programmed reduction (TPR-1). It was found that the value of hydrogen uptake from the TPR-1 of ceria prepared by SF was 2084 mmol/g, whereas those of ceria prepared by TP and PP were 1724 and 781 mmol/g, respectively. According to the reactivity toward methane steam reforming, after purging in 3 kPa methane and 9 kPa steam at 900°C for 8h, the methane conversion at steady state of ceria prepared by SF was approximately 38% with very low amount of carbon formed on the surface (0.16 mmol/g), whereas those of ceria prepared by TP and PP were 22% (with the amount of carbon formation of 0.30 mmol/g) and 13% (with the amount of carbon formation of 0.33 mmol/g), respectively. It should be noted that the doping of Zr on the surface of ceria, forming Ce-ZrO2, can increase the specific surface area of the material. In addition, according to the reforming testing, the reactivity toward steam reforming of Ce-ZrO2 is significantly higher than that over ceria and Ni/Al2O3.

บรรณานุกรม :
วีรวรรณ สุทธิศรีปก . (2550). การพัฒนาสารประกอบจำพวกซีเรียมออกไซด์ให้มีพื้นที่ผิวและความเสถียรภาพสูงเพื่อใช้ประโยชน์ในเซลล์เชื้อเพลิงแบบออกไซด์แข็ง.
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
วีรวรรณ สุทธิศรีปก . 2550. "การพัฒนาสารประกอบจำพวกซีเรียมออกไซด์ให้มีพื้นที่ผิวและความเสถียรภาพสูงเพื่อใช้ประโยชน์ในเซลล์เชื้อเพลิงแบบออกไซด์แข็ง".
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
วีรวรรณ สุทธิศรีปก . "การพัฒนาสารประกอบจำพวกซีเรียมออกไซด์ให้มีพื้นที่ผิวและความเสถียรภาพสูงเพื่อใช้ประโยชน์ในเซลล์เชื้อเพลิงแบบออกไซด์แข็ง."
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย, 2550. Print.
วีรวรรณ สุทธิศรีปก . การพัฒนาสารประกอบจำพวกซีเรียมออกไซด์ให้มีพื้นที่ผิวและความเสถียรภาพสูงเพื่อใช้ประโยชน์ในเซลล์เชื้อเพลิงแบบออกไซด์แข็ง. กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย; 2550.