藥品 供應商 純度與規格 1-乙基-3-甲基咪唑-四氟化硼 Fluka 99%
（1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate，EMIBF4）
1-乙基-3-甲基咪唑-對二甲苯磺酸 TCI 95%
（1-ethyl-3-methylimidazolium p-toluenesulfonate，EMIpTS）
二甲基亞碸（dimethyl sulfoxide） TEDIA 99.8%
Nafion115 Dupont Nafion115 雙氧水（Hydrogen Peroxide Solution） Shimakyu 35%
鉑/碳觸媒（Pt/C catalyst） MicroPower 微電 20%
Nafion solution Aldrich 5wt%
甘油（glycerol） TEDIA 99.7%
碳紙（carbon paper） MicroPower 微電 TGP-H-120 氮氣（nitrogen） 精上 99.5%
氧氣（oxygen） 精上 99.5%
氫氣（hydrogen） 精上 99.5%
3.2 實驗器材
儀器名稱 型別
電化學分析儀（electrochemical analyzer） AutoLab（Pgstat-302）
烘箱（oven） CHANNEL（DV-452）
真空烘箱（vacuum oven） DENG YNG（DOV40）
液晶分厘卡（digimatic micrometer） Mitutoyo（MDC-25P）
傅立葉式紅外線吸收光譜儀（FT-IR） Perkin Elmer（spectrum GX）
液態核磁共振光譜儀（NMR） Varian Unity plus（400 NMR）
熱重量分析儀（TGA） 立源興業（Q600）
微差掃瞄熱卡計（DSC） 立源興業（Q100）
熱壓膜機 集廣 燃料電池測試平台 必穎科技
3.3 磺酸化聚苯乙烯的製備
3.3.2 磺酸化程度之測定
可得到PSS 薄膜。
3. 將薄膜置於 FT-IR 載台，利用紅外線光譜檢測 PS 與 PSS 的官能 基。
3.4 離子液體的製備及檢測 3.4.1 離子液體的製備
以1-methylimidazole 與氯乙烷在 acetonitrile 溶劑中反應製備而得[58, 59]，其方法如下所述：
1. 反應前先將 1-methylimidazole 加以純化，純化方式是將 300ml 的 1-methylimidazole 加入圓底瓶中，充入氮氣，再加入適當量的氫化
Figure 3-1. Reactor of preparation of EMICl
再打開反應槽，將反應完成的離子液體倒入另一圓底瓶，加熱到
4. 將乾燥後的玻璃板浸泡在去離子水中，薄膜會與玻璃板分離，即
及薄膜內部擴散滲透及離子傳導的特性，吸水比率的算式為式3-1： 10mV、掃描頻率範圍500,000Hz~1Hz，交流阻抗測試裝置如Figure 3-2 所示。交流阻抗測量後，利用液晶分厘卡測量薄膜厚度，將薄膜厚度 以及薄膜之阻抗代入式2-6，即可求得薄膜的質子導電度。
Figure 3-2. The apparatus for AC Impedance measurement
3.10 膜電極組（MEA）製作
燃料電池中的燃料與氧化劑的電化學反應速率甚低，須藉助催化
劑加速，因此陰陽極皆需要使用觸媒增加反應速率，常用的觸媒是 鉑，鉑與貴金屬的合金（如ruthenium[64]、iridium、palladium[65]、
rhodium、osmium等）亦被研究使用，本實驗選擇 Pt/碳為觸媒電極，
製作方式為：
1. 稱取1.25g 之Pt/C 觸媒，倒入25g之甘油，並加入6.25g 的水，再
滴入0.44g 之5wt%之Nafion 溶液，混合均勻，可形成黑色泥漿狀
觸媒混合物。
2. 取5cm ×5cm 碳紙，標示陰陽兩極，以刮刀挖取觸媒塗佈於碳紙
上，其中陰陽兩極使用觸媒混合物之重量比例須為3:1。 3. 塗有觸媒的碳紙放入溫度120℃的烘箱乾燥。
4. 將11cm×11cm大小的薄膜置於已塗佈觸媒之陰陽兩極間，以鋁箔
紙上下夾住，以適當的溫度（85℃）、壓力（5 kg/cm2）與時間（5 mins）進行熱壓，取下鋁箔之後，即為膜電極組（MEA，membrane electrode assembly）。
3.11 燃料電池組之效能測試 3.11.1 組裝
燃料電池組的結構如Figure 3-3，取螺絲穿過金屬板，依序放上
集電板以及石墨流場板，並且放上密封墊片，再依序放上石墨流場 板、集電板、金屬板，再鎖上螺帽。以扭力板手鎖緊螺絲，對角相對 應的螺絲先鎖，燃料電池組螺絲扭力約60磅，注意使每一顆螺絲扭 力相等，即可組裝完成燃料電池組。
3.11.2 測試
將組裝完成的燃料電池組置於燃料電池測試平台上，連接陰極、
陽極氣體進料口，並接上燃料電池測試平台負載。貼上加熱墊片控制 燃料電池操作溫度；插上熱電偶以測量實際溫度。啟動燃料電池測試 軟體，設定氫氣與氧氣的進料流速為100ml/min，並設定氫氣增濕瓶 溫度為70℃，氧氣增濕瓶溫度為 65℃，燃料電池操作溫度為50℃。
設定Tafel參數，開始進行測試。
Figure 3-3. Configuration of single fuel cell