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燃料電池氣體擴散層之製備研究

燃料電池氣體擴散層之製備研究

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子領域一:燃料電池氣體擴散層之製備研究
著重於燃料電池中之擴散層,也就是所謂的碳電極部分。目前國內針對此一部份之研究,皆著重於其與催化層結合後之特性,而缺少對碳電極本身的研究。原因在於所使用之材料,如碳布或碳紙,皆是向國外原料商購買,所以無法對其進行改質處理及研究。國內的燃料電池研究起步甚晚,已落後歐、美、日等國家十餘年,各組成元件皆購自國外,而國內學者研究方向多著重於製程技術之發展,對內部材料之研究開發則仍有待努力。若以國內產業界之角度視之,開發新式能源技術所需投入成本過高,進而影響其投入資金開發新技術之決策,對國內未來能源發展之影響甚巨,唯藉由減少貴重金屬觸媒用量,改善碳電極之觸媒承載性能等方式,降低目前開發研究之成本,以圖吸引國內業界大量投入研究資金與人才,才有機會迎頭趕上與國外之研究差距,並在下一能源世紀來臨前,站穩腳步。另一方面,目前PEMFC石墨雙極板的價格約佔整體燃料電池組成本的29%和總體積的95%,因此團隊自數年前即著手研究如何將導電性碳膜(薄膜或厚膜)披覆在金屬基材表面,使其兼具石墨的耐蝕性與金屬的易加工與易成型特性,最終目標則為製作輕薄、耐蝕、低接觸電阻之金屬雙極板。採用熱裂解化學氣相沉積製程(Thermal chemical vapor deposition)有效地將碳膜披覆於金屬表面,在適當的製程條件下,碳膜可以成長得十分緻密、具高黏著力、且導電性優異,可完全避免在金屬表面形成碳纖或碳管的情況。在披覆碳膜金屬雙極板的研發是屬於國內外之領先群,未來團隊將更著重於碳膜成膜機制的探討、覆碳雙極板的製程放大(Scale up)以及專利智財的獲取,期能兼顧學術研究的突破與能源產業的技術推廣。
 
碳紙、碳布

  碳紙、碳布
燃料電池單電池

燃料電池單電池