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研究生: 陳虹文
Chen, Hung-Wen
論文名稱: 應用脈衝式電鍍技術製備低溫燃料電池觸媒及其電池效能分析
Preparation of Carbon Nanotube Supported Catalysts at the Anode of a Direct Methanol Fuel Cell by a Pulsed Electrodeposition Technique
指導教授: 葉宗洸
Yeh, Tsung-Kuang
蔡春鴻
Tsai, Chuen-Horng
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 原子科學院 - 工程與系統科學系
Department of Engineering and System Science
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 67
中文關鍵詞: 直接甲醇燃料電池電鍍奈米碳管
外文關鍵詞: direct methanol fuel cell, Pulsed Electrodeposition, Carbon Nanotube
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  • 現階段燃料電池的問題仍是集中在陽極觸媒的提升,以及電極的大面積化。因此本研究將試片面積擴大為25 cm2,並引進脈衝式電化學沉積法,以期達到提升觸媒活性且製備較大面積的直接甲醇燃料電池陽極端。
    本研究利用脈衝式電化學沉積法,製備白金釕二元合金,於直接成長在氣體擴散層的奈米碳管上。試片大小為25 cm2,奈米碳管長度為8-10μm,直徑為30-60 nm。藉由變化不同脈衝式電位的時間參數,用以改變觸媒的承載量與白金釕的分配比例,其中以2 秒關搭配1 秒開與1 秒關搭配1 秒開為較佳條件。白金釕二元合金粒徑大小約為3-5 nm,承載量則為0.6-0.7 mg/cm2。且在0.5 M 的甲醇半電池測試中,甲醇氧化峰電流可達180mA/cm2,抑制CO 毒化效果也不錯。應用在60 ℃通純氧及1 M 甲醇的直接甲醇燃料電池單電池中,得到最高功率為42.5 mW/mg。對照以商用觸媒為陽極端的直接甲醇燃料電池單電池,最高功率為39.1 mW/mg。再次證明本研究的觸媒活性較佳,並且於直接甲醇燃料電池單電池也有較佳最高輸出功率。


    摘要 致謝 主目錄 第一章 緒論 1.1 前言 1.2 研究動機與方法 第二章 簡介 2.1 燃料電池簡介 2.2 燃料電池種類 2.3 直接甲醇燃料電池 2.3.1 直接甲醇燃料電池工作原理 2.3.2 直接甲醇燃料電池結構 2.3.3 直接甲醇燃料電池發展概況 第三章 實驗方法 3.1 實驗流程 3.2 實驗藥品與設備 3.2.1 觸媒前驅物 3.2.2 其他藥品 3.2.3 實驗用氣體 3.2.4 實驗設備 3.2.5 分析儀器 3.3 成長奈米碳管 3.4 試片製備方法 3.5 奈米碳管官能基化處理 3.6 電化學還原法製備陽極觸媒 3.7 陽極觸媒電極分析 3.7.1 電化學分析 3.7.2 觸媒型態分析 3.7.3 成份分析 3.8 全電池MEA製備 3.8.1 全電池壓合 3.8.2 全電池測試 第四章 結果與討論 4.1 碳管 4.1.1 碳管形貌 4.1.2 碳管官能基處理 4.2 電化學分析結果 4.2.1 硫酸測試 4.2.2 甲醇測試 4.3 場發射掃描式電子顯微鏡之觸媒微影圖像分析(SEM) 4.4 感應耦合電漿質譜分析儀分析(ICP-MS) 4.5 X光粉末繞射法分析 4.6 穿透式電子顯微鏡分析 4.7 全電池量測與分析 第五章 結論 第六章 未來工作 參考文獻

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