Please use this identifier to cite or link to this item: http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/78192
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorแสนคำ นุเสน-
dc.contributor.advisorธรณินทร์ ไชยเรืองศรี-
dc.contributor.authorจินนพัฒน์ เข็มทองen_US
dc.date.accessioned2023-06-28T00:53:27Z-
dc.date.available2023-06-28T00:53:27Z-
dc.identifier.urihttp://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/78192-
dc.description.abstractZinc is utilized as anodes in Zn-air batteries. The addition of a small amount of alloying element such as Mg to zinc can improve its electrochemical properties. Zn-Mg alloys containing nominal Mg contents of 0.1, 0.5, 1.0, 3.0 and 5.0 wt.% and Zn-Mg -In alloys containing nominal Mg contents of 0.1 and 0.5 wt.% , In contents of 0.1 0.1, 0.5, 1.0, 3.0 and 5.0 wt.%,were prepared by melting and casting into an iron mold at a casting temperature of 750 ºC and then quenching in air at room temperature. Microstructural examination found that the alloys with 0.1 and 0.5 wt.%Mg contained η-Zn phase and eutectic structure which consisted of Zn-rich and Mg-rich phase (Mg2Zn11 intermetallic compound). Indium addition refined the grain size of Zn-(0.1-0.5)wt.%Mg alloys, the grain size decreasing with increasing indium contents. Potentiodynamic polarization testing showed that the Icorr values of Zn-Mg alloys and Zn-Mg-In alloys were higher than that of pure zinc and increased with increasing Mg and In content. A single cell of a zinc–air battery was tested, MnO2 was used as a catalyst coating on a gas diffusion layer (GDL). The electrolyte used in the zinc–air battery was 6 M KOH, and Zn, Zn-Mg alloys, and Zn-Mg-In alloys were assessed as potential materials for the anode. For each alloy the power density was obtained using a galvanodynamic method with a current density ranging from 0 to 80 mA/cm2. The Zn-0.5wt.%Mg and Zn-0.1wt.%Mg-In alloys containing 0.5 wt.%In showed current densities higher than for pure Zn. Discharge curves were obtained using a current density 20 mA/cm2. Specific capacity was normalized to the mass of consumed Zn at an applied current density of 20 mA/cm2. The results showed that the specific capacity gradually increased for Zn alloys containing 0.1 wt.% Mg and 0.5 wt.% In content. Cycling experiments were performed using the recurrent galvanic pulse method for 100 cycles, where one cycle consisted of a discharging step (20 mA/cm2 for 5 minutes) followed by a charging step with the same current and time duration. The charge and discharge voltages of the zinc air battery have shown promising performance. the battery with Zn containing small Mg and In contents can still show both long term durability and narrow charge–discharge voltage gap (~2.0 V). The morphology and microstructure of metal oxides formed on each anode after discharge testing were investigated using scanning electron microscopy equipped with energy dispersive x-ray spectrometry (SEM-EDS) and x-ray diffractometry (XRD). The porous structure of the mixed metal oxides of ZnO/Zn(OH)2/MgO/Mg(OH)2 which formed on the Zn-Mg alloy anodes in each composition, and the mixed metal oxides of ZnO/Zn(OH)2/MgO/Mg(OH)2/In2MgO4/In2O3 which formed on the Zn-Mg-In alloy anodes improved the battery performance during discharge. This indicated that Zn-0.1wt.%Mg-(0.1-0.5wt.%)In could provide improved electrochemical performance when used as an anode compared the use of pure Zn. The synthesized alloys are considered as a promising material for Zn-air batteries.en_US
dc.language.isootheren_US
dc.publisherเชียงใหม่ : บัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัยเชียงใหม่en_US
dc.subjectZn alloysen_US
dc.subjectZinc-air batteryen_US
dc.subjectCorrosion productsen_US
dc.titleผลของแมกนีเซียมและอินเดียมในโลหะผสมสังกะสีต่อประสิทธิภาพ เชิงไฟฟ้าเคมีของขั้วแอโนดสังกะสีในแบตเตอรีสังกะสี-อากาศen_US
dc.title.alternativeEffects of magnesium and indium in zinc alloys on electrochemical performance of zinc anode in zinc-air batteriesen_US
dc.typeThesis
thailis.controlvocab.thashแบตเตอรี่-
thailis.controlvocab.thashสังกะสี-
thailis.controlvocab.thashแมกนีเซียม-
thesis.degreemasteren_US
thesis.description.thaiAbstractได้ศึกษาโลหะผสมสังกะสีซึ่งเป็นโลหะที่นิยมนำมาใช้เป็นขั้วแอโนดในแบตเตอรี-สังกะสีอากาศ การเจือธาตุผสมลงในโลหะผสมสังกะสีจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพเชิงไฟฟ้าเคมีของขั้วแอโนด โลหะผสมสังกะสี-แมกนีเซียมที่ประกอบด้วย 0.1, 0.5, 1.0, 3.0 และ 5.0 wt.%Mg และโลหะผสมสังกะสี-แมกนีเซียม-อินเดียมที่ประกอบด้วย 0.1 และ 0.5 wt.%Mg และ 0.1, 0.5, 1.0, 3.0 และ 5.0 wt.%In ถูกเตรียมโดยการหลอมและการหล่อในแม่แบบเหล็กด้วยแรงโน้มถ่วงที่อุณหภูมิเทที่ 750 องศาเซลเซียส และปล่อยให้เย็นตัวในอากาศที่อุณหภูมิห้อง โครงสร้างจุลภาคของโลหะผสมสังกะสี-แมกนีเซียมพบโครงสร้างยูเทคติกที่มี η-Zn และ Mg2Zn11 โครงสร้างจุลภาคของโลหะผสมสังกะสี-แมกนีเซียม-อินเดียมพบโครงสร้างยูเทคติกที่มี η-Zn และ Mg2Zn11 และเฟส γ-In ที่บริเวณรอยต่อเกรน จากการทดสอบโพเทนทิโอไดนามิกโพลาไรเซชันพบว่าค่าความหนาแน่นกระแสของการกัดกร่อนของโลหะผสมสังกะสี-แมกนีเซียมมีค่าเพิ่มขึ้นตามปริมาณแมกนีเซียมที่เพิ่มขึ้น และโลหะผสมสังกะสี-แมกนีเซียม-อินเดียมมีค่าเพิ่มขึ้นตามปริมาณอินเดียมที่เพิ่มขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับสังกะสีบริสุทธิ์ การทดสอบเซลล์แบตเตอรีสังกะสี-อากาศ ใช้แมงกานีสไดออกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเคลือบบนชั้นการแพร่กระจายของก๊าซ ในสารละลายอิเล็กโทรไลต์โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น 6 โมลาร์ พบว่าโลหะผสมที่มีปริมาณแมกนีเซียม 0.1 wt.% และอินเดียม 0.5 wt.% มีค่าความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้าและค่าความจุของการคายประจุที่สูงขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับสังกะสี และเมื่อทดสอบความเสถียรของเซลล์แบตเตอรีพบว่า เซลล์แบตเตอรีที่มีขั้วแอโนดโลหะผสมที่มีปริมาณแมกนีเซียม 0.1wt.% และปริมาณอินเดียม 0.5 wt.% สามารถอัดและคายประจุได้จำนวน 100 รอบที่ความหนาแน่นกระแส ± 20 มิลลิแอมป์ต่อตารางเซนติเมตร และมีช่วงความต่างศักย์ระหว่างกระบวนการอัดและคายประจุที่แคบ ประมาณ 2.0 โวลต์ เมื่อวิเคราะห์สัณฐานวิทยาและโครงสร้างจุลภาคของออกไซด์ของโลหะที่เกิดขึ้นบนขั้วแอโนดหลังจากกระบวนการคายประจุ โดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดและเทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ พบว่าโครงสร้างรูพรุนของออกไซด์ผสม ZnO/Zn(OH)2/MgO/Mg(OH)2 บนแอโนดของโลหะผสม สังกะสี-แมกนีเซียม และออกไซด์ผสมของ ZnO/Zn(OH)2/MgO/Mg(OH)2/In2MgO4/In2O3 บนโลหะผสมสังกะสี-แมกนีเซียม-อินเดียม ซึ่งปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรีระหว่างการคายประจุ บ่งชี้ว่าการผสมสังกะสีกับแมกนีเซียมและอินเดียมส่งผลให้ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าเคมีดีขึ้นเมื่อใช้เป็นขั้วแอโนดen_US
Appears in Collections:SCIENCE: Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
630531076-Jinnapat Khemtong.pdf17.12 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy


Items in CMUIR are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.