金屬發泡材應用於質子交換膜燃料電池之研究; Application of Metal Foams in PEM Fuel Cell

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Title:	金屬發泡材應用於質子交換膜燃料電池之研究;Application of Metal Foams in PEM Fuel Cell
Authors:	曾重仁
Contributors:	機械工程學系
Keywords:	氣體擴散層;金屬發泡材;質子交換膜燃料電池;能源工程
Date:	2006-07-01
Issue Date:	2010-12-06 15:08:58 (UTC+8)
Publisher:	行政院國家科學委員會
Abstract:	一般而言，燃料電池的重量有80%是由雙極板和端板提供。如何降低燃料電池整體重量，並提升電池的機械強度則是目前研究燃料電池的一大主題。在雙極板原料的選用上，本研究將使用金屬發泡材料取代舊有的石墨材料，如此將可以降低電池整體的重量與組裝成本。使用金屬發泡材料可增加整體電池的導電率，並降低歐姆阻抗對電池性能之影響。其熱傳導率亦較高，有助散熱。本研究將同時以金屬發泡材料取代氣體擴散層，可進一步降低燃料電池的原料成本。金屬發泡材可以藉由製作條件控制發泡材料內部的孔洞大小，進而改變氣體滲透率的大小。本計畫擬以實驗方法來研究燃料電池內部金屬發泡材料中燃料、氧氣與水的傳遞現象，並探討在發泡材料中，孔洞大小，導電度，氣體滲透率、親疏水性、表面結構對氣體與水之質傳效率以及燃料電池性能之影響。金屬發泡材料將購買商業製造的成品進行研究。在研究中將會針對不同金屬發泡材料，和不同孔洞大小之發泡材進行研究。實驗中也會在金屬發泡材料上塗刮上一微孔層，以利排除由電化學反應所產生的水分。預定選擇二至三種不同之金屬發泡材料，每一種發泡材料又分為三至五種不同的微孔特性。另將做長時間電池放電特性之實驗以研究金屬發泡材料在氧化還原環境下之穩定性。並以SEM觀察微觀結構，比較不同孔隙率對於電池性能之影響。由於塗佈微孔層後之金屬發泡材料的孔隙度會改變，故需量測處理後之孔隙度。另外將以接觸角量測儀來判斷其親疏水性。這些處理後之金屬發泡材將與固定之質子交換膜、觸媒層等組成單電池進行性能測試。測試條件溫度將訂為60°C 與75°C，壓力為 1 atm 與3 atm。預期完成工作如下： 1. 探討金屬發泡材料孔隙大小與分佈對燃料與水氣傳輸之影響。 2. 分析金屬發泡材料表面特性與疏水處理對燃料與水氣傳輸之影響。 3. 研究不同金屬發泡材料與微孔層結合對燃料電池之性能影響。 4. 探討長時間操作下電池性能穩定性。研究期間：9408 ~ 9507
Relation:	財團法人國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心
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