塑膠雙極板使用於燃料電池之可行性研究 吳昇祐、鄭錕燦
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摘 要
現今質子交換膜燃料電池(PEMFC)雙極板，主要係以石墨板 為材料，利用銑床加工而成，導致雙極板的成本占有燃料電池 生 產成本中很大的比重，且雙極板重量亦占燃料電池重量的百分之 八十以上。雖然多年來燃料電池界極力研發新的雙極 板技術，但 是尚未有良好的解決方案出現。 本研究提出一個創新的PEMFC 雙極板的構想，此一雙極板 係以塑膠材料為 基板，結合一個電流收集器，該電流收集器可於 氣體擴散層的協助之下，進行雙極板上陰、陽兩極的電子傳導工 作。研 究中主要在於探討此一塑膠雙極板應用於空氣呼吸式 PEMFC 之可行性。研究結果顯示，無論由數值模擬方法進行探 討，
或實際組裝成單電池進行實驗量測，皆發現此一創新雙極板 與目前所使用的石墨雙極板性能甚為接近，但是塑膠雙極板具 有 加工容易、成本低、不易碎裂等多項優點，頗具有發展潛力，希 望將來能使用於燃料電池以降低其生產成本。
關鍵詞 : 質子交換膜;燃料電池;雙極板
目錄
封面內頁 簽名頁 授權書...iii 中文摘
要... iv 英文摘要... v 誌 謝... vi 目
錄...vii 圖目錄...
ix 表目錄...xii 符號說
明...xiii 第一章 緒論... 1 1.1 前言... 1 1.2 燃料電池簡介... 2 1.2.1 燃料電池 的發電原理... 3 1.2.2 燃料電池構造... 4 1.3 燃料電池種類介
紹... 7 1.4 質子交換膜燃料電池的特性... 10 1.5 文獻回
顧... 13 1.6 研究動機與目的... 17 第二章 研究方 法... 20 2.1 電腦輔助設計及模擬... 20 2.1.1 COMSOL MULTIPHYSICS 工程分析軟體簡介 ... 21 2.1.2 模型建構流
程... 21 2.1.3 數學建模... 24 2.2 接觸電阻之量
測... 27 2.3 燃料電池零組件設計與製作... 28 2.3.1 以塑膠雙極板組成之燃 料電池... 29 2.3.2 以石墨雙極板組成之單電池... 32 2.4 燃料電池組裝與性能測
試... 33 2.4.1 單一電池組裝... 33 2.4.2 實驗設備以及實驗步 驟... 35 第三章 結果與討論... 38 3.1 接觸電阻量測結
果... 38 3.2 數值計算模擬結果... 40 3.3 塑膠雙極板與石墨雙極板單 電池之性能比較分析.. 43 第四章 結論與建議... 44 參考文
獻... 47 附錄... 50 參考文獻
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