氫氧燃料電池膜電極組製作

Abstract

高效率且低污染的能源替代方案為人類迫切需要解決的問題，而氫氧燃料電池是 被寄以厚望之高能量密度能源系統。此研究計劃是利用多孔性基材來研發製造超 薄型氣體擴散電極，並與質子交換膜熱壓合成膜電極組。多孔性基材是以 Polycarbonate 或陽極氧化鋁膜(AAO)為主，經由無極電鍍將導電金屬(例如鎳) 均勻的沉積在過濾基材的表面及孔隙內。控制金屬的沉積可以得到理想的次微米 孔隙直徑及基材厚度，如此可製備不同規格之多孔電極基材。氫氧催化劑將選用 白金。催化劑之導入是藉由液相分解法將白金之前趨物均勻附著在奈米級的碳管 上，然後再將碳管沉積在毫米級的孔隙中。在次毫米級的孔隙中液體表面張力將 有助保持一個穩定的三相反應區、並包含極大有效反應面積、因此我們將可以製 作一個既輕且薄的氣體擴散電極。我們預期製成之氣體擴散電極之厚度低於 100μm，而熱壓後之膜電極組其整體厚度低於250μm。與現有之膜電極組相比較 (~800μm)，由於高有效反應面積，我們認為其W/cm2 值將會顯著提升。並且，我 們預期整體膜電極組之W/cm3 值會比傳統膜電極組高出三倍。另外，此方法允許 可靠地微小化以製作微型燃料電池，這將會有極大的應用在3C 產品上。