การพัฒนาต้นแบบเทคโนโลยีระบบกักเก็บพลังงานรีดอกซ์โฟลว์แบตเตอรี่ โดยใช้สารอินทรีย์

อดิศร ถมยา

ผู้แต่ง

อดิศร ถมยา คณะเทคโนโลยีอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยราชภัฏลำปาง

คำสำคัญ:

รีดอกซ์โฟลว์แบตเตอรี่,สารอินทรีย์,ประสิทธิภาพของศักย์ไฟฟ้า,สรรถนะ

บทคัดย่อ

การเพิ่มขึ้นของแหล่งพลังงานทดแทนที่ไม่แน่นอน เช่นพลังงานลม และแสงอาทิตย์ทำให้อุปกรณ์เก็บพลังงานมีความจำเป็นในการรักษาคุณภาพไฟฟ้า และเสถียรภาพของระบบไฟฟ้า โดยงานวิจัยนี้ มีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างชุดต้นแบบและวัดประสิทธิภาพ ของรีดอกซ์โฟลว์แบตเตอรี่ที่มีอิเล็กโตรไลท์เป็นสารอินทรีย์ ซึ่งชุดต้นแบบรีดอกซ์โฟลว์แบตเตอรี่ มีส่วนประกอบ ได้แก่ แผ่นปิดที่ทำจากอะลูมิเนียม, แผ่นสะสมกระแสที่ทำจากทองเหลือง, ช่องไหลที่เป็นแกรไฟต์ และเยื่อเลือกผ่าน Nafion® 117 ที่ถูกพ่นด้วย Pt/C 20% โดยใช้เทคนิคการพ่นแบบอัลตราโซนิกส์ และมี anthraquinone-2-sulfonic acid (AQS) และ 1,2-benzoquinone-3,5-disulfonic acid (BQDS) ซึ่งเป็นสารอินทรีย์ เป็นอิเล็กโตรไลท์ที่ขั้วอาโนด และแคโทดตามลำดับผลการเปรียบเทียบอัตราการไหลของช่องการไหลแบบ Parallel Channel ที่ Stage of Charge (SOC) ที่ 100% พบว่าอัตราการไหลที่ 300 ml/min มีแรงดันไฟฟ้ามากกว่าอัตราการไหลที่ 400 และ 500 ml/min อยู่ที่ 2.31V และที่อัตราการไหล 500 ml/min มีกระแสไฟฟ้ามากที่สุดเท่ากับ 231.36 mA ผลการเปรียบเทียบอัตราการไหลของช่องการไหลแบบ Serpentinel ChannelChannel ที่ SOC 100% พบว่า อัตราการไหลที่ 500 ml/min มีแรงดันไฟฟ้ามากที่สุดเท่ากับ 1.59 V และที่อัตราการไหลที่ 400 ml/min มีกระแสไฟฟ้ามากที่สุดเท่ากับ 484.75 mA ผลของการทดสอบพบว่าที่ช่องการไหลแบบ Serpentinel Channel ที่อัตตราการไหล 500 จะมีสมรรถนะของเซลล์รีดอกซ์โฟลว์แบตเตอรี่ดีที่สุด เพราะว่ามีค่ากำลังไฟฟ้าได้จะมีสมรรถนะการทำงานของเซลล์รีดอกซ์โฟลว์แบตเตอรี่ดีที่สุด มีกำลังไฟฟ้าเท่ากับ 19.2 mW และกระแสไฟฟ้าสูงสุดเท่ากับ 0.04 แอมแปร์ ที่ประสิทธิภาพของศักย์ไฟฟ้าเท่ากับร้อยละ 55.81

เอกสารอ้างอิง

Anurak, K., Uthaichana, K., Punyawudho, K., Khunatorn. Y. (2017). The Performance and Efficiency of Organic Electrolyte Redox Flow Battery Prototype. 2nd International Conference on Advances on Clean Energy Research, ICACER 2017, 7-9 April 2017 Berlin, Germany.

Carvela, M., Raschitor, A., Rodrigo, M. A., & Lobato, J. (2020). Recent Progress in Catalysts for Hydrogen-Chlorine Regenerative Fuel Cells. Catalysts, 10(11), 1263. https://doi.org/10.3390/catal10111263.

Huskinson, B., Rugolo, J., Mondal, S. K., & Aziz, M. J. (2012). A High Power Density, High Efficiency Hydrogen-Chlorine Regenerative Fuel Cell with a Low Precious Metal Content Catalyst. ArXiv:1206.2883 [Cond-Mat]. http://arxiv.org/abs/1206.2883.

Thomassen, M., Børresen, B., Hagen G. and Tunold, R. (2003). H2/Cl2 fuel cell for co-generation of electricity and HCl. J Appl Electrochem, vol. 33, pp. 9–13.

Thomassen, M., Børresen, B., Hagen G. and Tunold, R. (n.d.). H2/Cl2 fuel cell for co-generation of electricity and HCl. pp.5.

Thomya, A., & Khunatorn, Y. (2020). Analyzing Discharge Characteristics of Redox Flow Battery using Hydrochloric Acid as a Reaactant. 2020 International Conference and Utility Exhibition on Energy, Environment and Climate Change (ICUE), 1–7.

https://doi.org/10.1109/ICUE49301.2020.9306982.

Linden, D., & Reddy, T. B. (Eds.). (2002). Handbook of batteries (3rd ed). McGraw-Hill.