1. UKM Learning and Research Repository
2. PHD Thesis / Tesis PHD
3. Fuel Cell Institute / Institut Sel Fuel

Title:	Penyediaan dan pencirian elektrolit polimer pepejal alkali berasaskan polivinil alkohol dengan kehadiran perencat kakisan zink oksida bagi aplikasi bateri aluminium udara
Authors:	Marliyana Mokhtar (P72146)
Supervisor:	Edy Herianto Majlan, Prof. Madya Dr.
Keywords:	Polyelectrolytes Polyvinyl alcohol Corrosion resistant materials Zinc oxide Universiti Kebangsaan Malaysia -- Dissertations Dissertations, Academic -- Malaysia
Issue Date:	4-Oct-2019
Description:	Bateri aluminium-udara berpotensi menggantikan bateri ion litium kerana ia mempunyai nilai teori setara elektrokimia kedua tertinggi selepas litium iaitu 2.98 Ah/g dan mempunyai nilai teori tenaga tentu sehingga 200 Wh/kg dalam elektrolit alkali. Namun, terdapat beberapa masalah yang dihadapi oleh bateri ini iaitu proses kakisan sendiri yang dialami oleh logam aluminium, nilai kekonduksian ionik membran elektrolit polimer yang rendah dan masalah kebocoran elektrolit cecair. Maka, fokus kajian ini adalah untuk menyediakan polimer pepejal elektrolit yang mengandungi bahan yang dapat mengurangkan kakisan sendiri sekaligus meningkatkan kekonduksian ionik. Filem elektrolit polimer berasaskan polivinil alkohol (PVA), zink oksida (ZnO) dan elektrolit kalium hidroksida (KOH) telah disediakan dengan menggunakan kaedah pengacuan larutan. Kesan penambahan peratus berat ZnO dan kepekatan elektrolit KOH ini telah dikaji dan dicirikan secara menyeluruh melalui pencirian terhadap interaksi kimia (FTIR), fasa struktur (XRD), kekonduksian ionik (EIS), kestabilan terma (TGA) dan pemerhatian fizikal. Sifat elektrokimia membran polimer seperti pemindahan ion, kestabilan voltammetri linear dan kitaran turut dikaji. Prestasi membran polimer dalam aplikasi bateri aluminium-udara telah diuji dengan menggunakan ketumpatan arus yang berbeza. Kesan kehadiran perencat kakisan ZnO dalam membran polimer elektrolit telah dikaji dengan menggunakan pencirian morfologi, polarisasi linear dan impedans elektrokimia. Analisis FTIR filem PVA/KOH menunjukkan kumpulan berfungsi OH- teranjak ke nombor gelombang lebih tinggi manakala kumpulan berfungsi -CH teranjak ke nombor gelombang lebih rendah. Keamatan puncak hablur terendah dicapai oleh filem 100 bt.% PVA/6 M KOH, di mana ia disokong oleh nilai kekonduksian ionik tertinggi pada suhu bilik iaitu 7.32 x 10-3 S/cm. Seterusnya, perubahan nombor gelombang pada kumpulan berfungsi OH-, C-O-H dan -CH menunjukkan berlakunya interaksi kimia antara rantai polimer PVA, ZnO dan KOH apabila digabungkan. Selain itu, didapati puncak menonjol PVA pada 2θ = 20° kelihatan menurun apabila ZnO dan KOH ditambahkan dalam polimer. Secara keseluruhan, nilai kekonduksian ionik tertinggi pada suhu bilik dicapai oleh filem 96 bt.% PVA/4 bt.% ZnO/2 M KOH iaitu 1.61 x 10-2 S/cm adalah lebih tinggi berbanding filem PVA/6 M KOH. Ini menunjukkan kekonduksian ionik dapat ditingkatkan dengan kehadiran ZnO dengan hanya menggunakan kepekatan KOH yang rendah. Bagi analisis kestabilan terma pula, keputusan menunjukkan penurunan suhu penguraian membran apabila ZnO dan KOH ditambah dalam polimer PVA. Keputusan kajian terhadap sifat elektrokimia menunjukkan filem PVA/ZnO/KOH mempunyai kestabilan elektrokimia tertinggi sehingga 2.15 V. Ini membuktikan bahawa membran polimer ini sesuai untuk diaplikasikan dalam bateri aluminium-udara. Melalui analisis kitaran voltammetri, keputusan menunjukkan bahawa membran polimer ini mematuhi syarat sistem tindak balas tak berbalik dimana ia hanya melibatkan proses nyahcas sahaja. Untuk pengujian nyahcas bateri aluminium-udara, didapati kehadiran perencat ZnO dalam filem PVA/KOH, telah membantu memanjangkan tempoh hayat nyahcas bateri. Tempoh hayat nyahcas bateri terpanjang yang direkodkan adalah selama 20 jam dengan kapasiti 19 mAh/cm2 pada penggunaan ketumpatan arus 0.8 mA/cm2 . Nilai kapasiti ini adalah tinggi berbanding dengan nilai yang dicapai oleh kajian lepas iaitu sekitar 0.76 hingga 9.33 mAh/cm2 . Untuk analisis kesan perencat ZnO dalam sistem, didapati nilai kadar kakisan menurun bagi filem PVA/ZnO/KOH iaitu 0.4212 mm/tahun berbanding filem PVA/KOH sebanyak 0.4674 mm/tahun. Ini sekaligus membuktikan kehadiran ZnO telah membantu mengawal kadar kakisan sendiri elektrod Al.,Ph.D.,PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF POLYVINIL ALCOHOL (PVA)-BASED ALKALINE SOLID POLYMER ELECTROLYTE WITH PRESENCE OF CORROSION INHIBITOR ZINC OXIDE FOR ALUMINIUMAIR BATTERY APPLICATIONS
Pages:	159
Call Number:	QD382.P64M336 2019 3 tesis
Publisher:	UKM, Bangi
Appears in Collections:	Fuel Cell Institute / Institut Sel Fuel

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