การสังเคราะห์ผงซีเรียจากสารประกอบเชิงซ้อนโลหะอินทรีย์โดยกระบวนการขั้นตอนเดียว
เพื่อประยุกต์ใช้เป็นแผ่นเยื่อบางอิเล็กโทรไลต์ในเซลล์เชื้อเพลิงของแข็ง
Synthesis of Ceria Powder from Organo-metallic Complex via One Pot Process
for An Application as An Electrolyte Membrane in Solid Oxide Fuel Cell

           สารประกอบเชิงซ้อนโลหะอินทรีย์ที่ใช้เตรียมผงซีเรียสามารถเตรียมได้โดยผ่านกระบวนการขั้นตอนเดียว (ดังสมการที่ 1)

ผลการวิเคราะห์จากเทคนิคแมสสเปกโตรสโคปีสามารถทำนายได้ว่าสารประกอบเชิงซ้อนโลหะอินทรีย์นี้น่าจะเป็นโครงสร้างที่ประกอบไปด้วยโลหะไอออน 1 ตัวจับกับ TEA 1 ตัว หรืออาจจะเกิดเป็นโครงสร้างที่ประกอบไปด้วยโลหะไอออน 1 ตัวจับกับ TEA 1 ตัว และหมู่ไนเตรท 1 หมู่ โดยมีน้ำหนักมวลต่อประจุ (m/z) เป็น 286 และ 349 ตามลำดับ (รูปที่ 1)


รูปที่ 1. โครงสร้างที่เป็นไปได้สำหรับสารประกอบเชิงซ้อนโลหะอินทรีย์

             สารประกอบเชิงซ้อนโลหะอินทรีย์ที่เตรียมขึ้นนี้จะถูกนำไปใช้เป็นสารตั้งต้นในการเตรียมสารประกอบจำพวกซีเรียมออกไซด์ โดยทำการเผาอบที่อุณหภูมิต่างๆ เช่น 600, 800 และ 1000 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมงในสภาวะอากาศ ผลิตภัณฑ์ที่ได้จะมีลักษณะเป็นผงสีเหลืองอ่อนและจะถูกนำไปวิเคราะห์ในเบื้องต้นด้วยเทคนิคเอกซเรย์ดิฟแฟรกชั่น ซึ่งจากผลการทดลองสามารถบ่งชี้ได้ว่าสารที่เตรียมได้มีโครงสร้างแบบฟลูโอไรท์โดยทำการเปรียบเทียบกับ JCPDS file No. 34-0394 ดังรูปที่ 2.


รูปที่ 2. รูปแบบเอกซเรย์ดิฟแฟรกชั่นของซีเรียที่ได้จากการเผาสารพรีเคอร์เซอร์เป็นเวลา 2 ชั่วโมง
ที่อุณหภูมิ (ก) 600C (ข) 800C และ (ค) 1000C

              การเตรียมผงซีเรียโดยผ่านกระบวนขั้นตอนเดียวนี้ จะให้สารผลผลิตที่มีความบริสุทธิ์สูงกว่าการเตรียมโดยใช้ปฏิกิริยาระหว่างของแข็งกับของแข็ง หรือการตกตะกอนร่วมในการเตรียม และสามารถใช้อุณหภูมิในการเผาสารพรีเคอร์เซอร์เพื่อเตรียมเป็นผงซีเรียที่ต่ำกว่า นอกจากนี้การใช้กระบวนขั้นตอนเดียวนี้ยังมีประโยชน์ต่อการเจือโลหะในผงซีเรียเพื่อช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการนำไฟฟ้าให้ดียิ่งขึ้น ซึ่งผงซีเรียที่เตรียมได้จากวิธีนี้จะนำไปทดสอบการนำไฟฟ้าเพื่อประยุกต์ใช้เป็นแผ่นเยื่อบางอิเล็กโทรไลต์ของเซลล์เชื้อเพลิงต่อไป

 

 

ฉัตรชัย วีระนิติสกุล1,5, นัทธมน คูณแสง2, บุศรินทร์ เฆษะปะบุตร3, เอ็นริโก ทราเวอร์ซา1, และอภิรัตน์ เลาห์บุตรี4,5*
1ภาควิชาวิทยาศาสตร์เคมีและเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยโรม “ทอร์ เวอร์กาตา” กรุงโรม สาธารณรัฐอิตาลี
2ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
3ภาควิชาวิทยาการและวิศวกรรมวัสดุ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยศิลปากร นครปฐม
4ภาควิชาวิศวกรรมวัสดุ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ก
5ศูนย์วิจัยโลหะและวัสดุ สถาบันวิจัยและพัฒนาแห่งมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
โทร .0-2942-8555 ต่ือ 2132