ผลของความหนาแน่นกระแสที่มีต่อโครงสร้างของสังกะสีบนแผ่นทองแดงสำหรับใช้เป็นขั้วไฟฟ้า
คำสำคัญ:
ขั้วสังกะสี, แบตเตอรีสังกะสี, สัณฐานวิทยาผลึกสังกะสีบทคัดย่อ
เตรียมขั้วไฟฟ้าด้วยวิธีการชุบโลหะสังกะสีบนแผ่นทองแดงโดยใช้สารละลายซิงค์ซัลเฟตความเข้มข้น 1 โมลาร์ เป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ การเตรียมขั้วได้ใช้ความหนาแน่นกระแสที่แตกต่างกันในช่วง 0.02 – 0.10 A/cm2 โดยใช้เวลาในการชุบคงที่ 1 ชั่วโมง ตรวจสอบสัณฐานวิทยาและโครงสร้างผลึกของสังกะสีบนขั้วไฟฟ้าโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (Scanning Electron Microscope; SEM) และเครื่องวิเคราะห์การเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ (X-Ray Diffractometer; XRD) ตามลำดับ จากการทดลองพบว่าความหนาแน่นกระแสมีผลต่อโครงสร้างการจัดเรียงตัวภายในของสังกะสีที่เกาะบนแผ่นทองแดง ซึ่งความหนาแน่นกระแส 0.10 ทำให้เกิดโครงสร้างการจัดเรียงตัวของผลึกสังกะสีอย่างเป็นระเบียบ และนำขั้วสังกะสีที่เตรียมได้มาทดสอบประสิทธิภาพการทำงานในเซลล์แบตเตอรี โดยใช้งานร่วมกับขั้วแมงกานีสไดออกไซด์ที่เตรียมได้จากกระบวนการอัดขึ้นรูปด้วยความร้อน และใช้สารละลายโปตัสเซียมไฮดรอกไซด์และซิงค์ออกไซด์เป็นสารอิเล็กโทรไลต์ พบว่า เซลล์แบตเตอรีสังกะสี-แมงกานีสไดออกไซด์ที่เตรียมได้สามารถอัดและคายประจุซ้ำได้ 100 รอบและสามารถเก็บประจุได้สูง 67 mAh และพบว่าขั้วสังกะสีที่มีโครงสร้างการจัดเรียงตัวอย่างเป็นระเบียบนั้นมีอายุการใช้งานนานกว่าขั้วสังกะสีที่มีโครงสร้างการจัดเรียงตัวอย่างไม่เป็นระเบียบ
เอกสารอ้างอิง
2. Ito Y, Nyce M, Plivelich R, Klein M, Steingart D, Banerjee S. Zinc morphology in zinc–nickel flow assisted batteries and impact on performance. J Power Sources. 2011 Feb 15;196(4):2340–2345.
3. Pai Y-H, Lin G-R. Electrochemical behavior of Zn anodes in Zn/air batteries for nano-roughened ZnO structure synthesis. In: 2010 3rd International Nanoelectronics Conference (INEC). 2010. p. 503–504.
4. Mouanga M, Ricq L, Douglade J, Berçot P. Corrosion behaviour of zinc deposits obtained under pulse current electrodeposition: Effects of coumarin as additive. Corros Sci. 2009 Mar;51(3):690–698.
5. Kei N, E. Chassaing, Michel R. In situ concentration measurements around the transition between two dendritic growth regimes. Electrochimica Acta 56 (2011) 5464–5471.
6. John W. Diggle and A. Damjanovic. The Electrocrystallization of Zinc Dendrites in High‐Purity and Inhibitor Doped Alkaline Zincate Solutions. J. Electrochem. Soc. 1970 volume 117, issue 1, 65-687
7. Sharifi B, Mojtahedi M, Goodarzi M, Vahdati Khaki J. Effect of alkaline electrolysis conditions on current efficiency and morphology of zinc powder. Hydrometallurgy. 2009 Oct;99(1–2):72–76.
8. Ingale ND, Gallaway JW, Nyce M, Couzis A, Banerjee S. Rechargeability and economic aspects of alkaline zinc–manganese dioxide cells for electrical storage and load leveling. J Power Sources. 2015 Feb 15;276: 7–18.
