行政院國家科學委員會
奈米國家型科技計畫專題研究計畫
期末完整報告
奈米結構化固態氧化物燃料電池之研究(1/3)(2/3)(3/3)
The Study of Nano-structured Solid Oxide Fuel Cell (1/3)(2/3) (2/3)
計劃編號 :
NSC 92－2120－M－006－003
NSC 93－2120－M－006－004
NSC 94－2120－M－006－002
執行期限 :
92 年 08 月 01 日 至 95 年 07 月 31 日
計畫主持人：方冠榮
共同主持人：洪敏雄、王木琴、盧陽明
一. 中文摘要 本計畫研究目的是利用固態離子科學觀念及奈米結構技術降低固態氧化物燃料電池之歐姆 極 化(Ohmin polarization) 、 活 化 極 化 (Activation polarization) 及 濃 度 極 化 (Concentration polarization)。採用的奈米技術包括：(1)奈米介孔合成技術(2)奈米管及奈米纖維合成(3)陶瓷 薄膜製程技術(4)奈米粉末合成技術(5)電泳沈積技術(6)規則多孔氧化鋁模板合成技術(7)在 多孔模板中沈積管狀或纖維狀氧化物技術。同時針對固態氧化物燃料電池陰極、陽極與電 解質材料進行基礎研究。這三年完成重要之工作項目包括：(1)高導電性電解質材料開發;(2) 電解質薄膜化;(3)Bi2O3奈米纖維製備;(4)奈米壓印方法製備 NiO-YSZ 陽極薄片;(5)規則排列中孔洞 YSZ 之製備;(6)Macroporous 電極之製備;(7) 磁控濺鍍 LSCu 薄膜;(8) YSZ-LSM 複合 電極之化學反應; (9)低溫型 WSB-based SOFC 單電池製作;(10) YSZ-based 和 LSGM-based SOFC 單電池電力密度測試;(11)在大面積之管狀 SOFC 陽極基材及平板式陽極基材進行奈 米YSZ 粉體之電泳沈積。
以上研究成果已陸續發表在國內外知名期刊及會議，關鍵技術正在申請專利中。 關鍵字：奈米結構、固態氧化物燃料電池、磁控濺鍍、電泳、介孔、薄膜。
Abstract
The irreversible polarizations in solid oxide fuel cells (SOFCs) include ohmic, activation, and concentration polarizations. The main objective of this project is to develop efficient nano-structured electrodes and electrolytes to minimize these polarizations based on the consideration of solid state ionics and nanotechnology. In this study, nano-technology was used to reduce the polarizations, including (1) deposition of thin film by EPD process using nano powders. (2) deposition of YSZ electrolyte and La0.8Sr0.2CuO2.5-δ cathode thin film by
sputtering. (3) fabrication of δ-Bi2O3 nanowires by electroplating oxidization process using
anodic alumni oxide with nano-pores as a template. (4) preparation of ordered macroporous YSZ diffusion layer using PMMA as a template. (5) synthesis of ordered mesoporous YSZ catalytic layer using self-assembling surfactant. (6) patterning of NiO-YSZ anode substrate as well as the deposition of YSZ thin film electrolyte was successfully deposited on this patterned anode substrate. Finally, the power density of nano-structured SOFC obtained was as high as 1.1 W/cm2 at 800 . ℃ Related results have been presented in international conferences/symposiums and also published in international journals.
Keywords: Nano-structured, SOFC, Sputter, Electroplating deposition, Mesoporous, Thin film.
二. 前言與研究目的
固態氧化物燃料電池具有將含碳、氫
為目前效率最高之能源轉換技術。利用此 一科技取代核能或火力發電將可大幅降低 CO2排放量，再加上其低污染、無噪音的 優點，為最佳的清潔能源技術之一。此外， 固態氧化物燃料電池可將沼氣之化學能轉 變成電能，為最佳之沼氣發電技術，對提 升有機廢棄物的附加價值及有機廢棄物資 源化有莫大助益。對地小人稠，天然資源 缺乏對廢棄物資源化及能源再生科技需求 殷切之台灣，確有其迫切性之需求。 燃料電池因其電解質種類不同可分 為 高 分 子 電 解 質 燃 料 電 池 polymer electrolyte fuel cell (PEFC)，磷酸燃料電池 phosphoric acid fuel cell (PAFC)，熔融碳酸 鹽 燃 料 電 池 molten carbonate fuel cell (MCFC) 及 固 態 氧 化 物 燃 料 電 池 solid oxide fuel cell (SOFC)。其中固態氧化物燃 料電池，亦稱為陶瓷燃料電池，因其具有 高反應速率，不需白金催化劑，可使用燃 料之種類多，而反應所產生的高溫蒸汽進 行汽-電共生，效率達 70%以上，為最具前 景的燃料電池之一。標準SOFC 中，所使 用陰極為含鍶錳酸鑭（LaSrMnO3，簡稱 LSM ）， 電 解 質 為 釔 安 定 之 氧 化 鋯 (Yttria-stabilized Zirconia)，陽極則為金屬 Ni 與 YSZ 的複合電極。SOFC 目前操作溫 度需高達 800～1000℃，如何藉由材料性 質的改進及微結構最佳化以提升其電力密 度，降低操作溫度為加速SOFC 達到實際 應用的最佳方法。 本計畫結合固態離子科學觀念及奈米 結構技術，藉以提高固態氧化物燃料電池 轉換效率。為了提高固態氧化物燃料電池 的效能，必須使高溫操作之不可逆損失如 歐姆極化、濃度極化及活化極化等極化現 象極小化，才能提升其轉換效率。歐姆極 化現象主要來自電解質在低溫導電性較低 所致，因此降低歐姆極化現象最有效方式 三相區域面積(triple-phase-boundary, TPB) 不足所致，解決方法包括：(1)採用複合電 極 (2) 採用同時具有電子及離子導性之 電極材料及(3)採用介孔狀高三相區域面 積結構之電極。至於濃度極化則必須從單 元電池結構設計著手，一般固態氧化物燃 料電池結構分為分為三種：(1)以電解質為 支撐載體(2) 以陽極為支撐載體(3) 以陰 極為支撐載體之結構，此三種結構都面臨 共同的缺點，以 Ni-YSZ /YSZ/ LSM 為 例:(1)三相區(電極、電解質與氣相)面積集 中在 Ni-YSZ/YSZ 和 YSZ/LSM 之有限界 面上。(2)若欲增加三相區而言，則需減小 電極粒徑大小，但卻會大幅增大顆粒與顆 粒之接觸電阻(contact resistance)。(3)標準 的 Ni/YSZ 陽極中，氣體必須經由不規則 的Ni-YSZ 和 LSM 粉粒之間孔道進出，增 加擴散的距離及氣體進出的難度。 三. 研究方法 3.1 利用磁控濺鍍奈米晶粒之電解質薄膜 利用自組之磁控濺鍍設備，控制濺鍍 功率、工作壓力及基材溫度製備 YSZ 及 La0.8Sr0.2CuO2.5-δ薄膜。採用Si 基板或 YSZ 為基材，基材溫度為 200℃，預先濺鍍功 率為120W，時間為 10 分鐘，工作壓力為 10 mtorr。 3.2 利用化學液相沈積法製備 ZrO2薄膜
產生白色析出物並伴隨著高熱產生。根據 式(2)可以推測生成的氣體為氧氣，並伴隨 鋯的氫氧錯合物產生，而氫氧錯合物很快 又和溶液中的氫氧根反應，並在試片表面 活性較大處沈積，並生成非晶質相的氧化 鋯沈積物。反應過程如式(3)、(4)所示。 ) 4 ( 6 . 0 ) ( ) 3 ( 6 . 19 ) ( 4 8 ] ) ( ) ( ) ( [ ) 2 ( 8 ] ) ( ) ( ) ( [ 8 8 2 ) ( 4 ) 1 ( 2 ) ( 2 ) ( 2 2 2 . 1 4 . 1 2 2 2 . 1 4 . 1 8 16 2 4 2 2 3 8 16 2 4 2 2 2 4 2 2 2 3 4 2 4 2 3 K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K O H ZrO OH ZrO O O H OH ZrO OH OH OH O Zr NH OH OH O Zr O H NH O H OH ZrO NO NH OH ZrO OH NH NO ZrO + → ↑ + + → + + → + + + + → + − + + + 先利用酒精清潔 Si 及 Pt-Si 基板表 面，再進行超音波震盪。接下來將基板浸 泡在溶液中，並加入磁攪拌子進行攪拌沉 積24 小時，即可在基材表面得到非晶質相 的氧化鋯初鍍膜，經不同溫度熱處理即可 得到結晶性佳之薄膜。 3.3 在規則化高比面積 NiO-YSZ 基板上製 備YSZ 薄膜 利用奈米級 YSZ 調配黏度適中之漿 體溶液，在本計畫第一年利用壓印技術所 製備之高深寬比 NiO-YSZ 基板上製備 YSZ 初鍍膜，經 1400℃熱處理後，形成緻 密薄膜。 3.4 利用奈米級粉末電泳製備電解質薄膜 利用外在能源供應器提供電壓，使帶 電離子在電場下移動。採用本計畫第一年 利 用 水 熱 法 所 合 成 之 奈 米 級 La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2O2.粉 末 調 配 電 泳 溶 液，以LSM 陰極為基材，在 10~50V 電壓 下 製 備 La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2O2.8 電 解 質 薄 膜。 3.5 Macroporous YSZ 陽極之製備 以分散均勻之 PMMA 球模板為核， 將奈米級YSZ 粉末作為殼，包覆在 PMMA 球的表面，待乾躁後，經高溫熱處理將高 分子 PMMA 球去除，即可得巨孔結構之 YSZ。 3.6 Mesoporous YSZ 製備 將F127 界面活性劑溶於酒精中，緩緩加入 YCl3及ZrCl4，攪拌30 分鐘，置入 60℃烘箱 6 小時烘乾，將所得之粉末在500℃下煆燒。 利用小角度XRD 及 TEM 分析孔洞結 構，利用BET 量測粉末氮氣吸脫附曲線及 比表面積。 四. 結果與討論 4.1 高導電性電解質材料開發 Bi2O3是目前最佳的氧離子導電，但 其相穩定性不佳且易在還原氣氛下還原為 Bi 金屬，因此本研究藉由摻雜不同價數元 素，穩定Bi2O3高溫相結構，製備出高導 電性之電解質。
(i) Y2O3-WO3-stabilized Bi2O3
(Y0.4W0.15Bi0.45)2O3.45中 cubic 結構的晶格
常數皆為 5.46 Å，因此 cubic 結構的成分 明顯已不隨Y3+的含量增加而變化。 (ii) Nb2O5-CaO-Bi2O3 system
CaO 摻雜之 Bi2O3 系統具有大量的氧缺 陷 濃 度 (>25%) ， 但 cubic 或 rhombohedral 在高溫時會進行相變。CaO 摻雜之 Bi2O3 系統導電率低，起因於氧缺 陷之規則排列。Nb2O5 摻雜之 CaO-Bi2O3 系統在 350℃以上則有相當優異的導電性 （如Fig. 2 所示）。 4.2 電解質薄膜化 SOFC 元件中電解質之電阻率最高， 為了有效降低歐姆極化現象，必須將電解 質薄膜化。 (i)利用 EPD 製程製備(W0.15Bi0.85)2O3.45電 解質薄膜 採用薄膜化的氧化鉍系固態電解質可 以EPD(electrophoretic deposition)製備，因 此首先需減小氧化鉍顆粒的尺寸，本實驗 所用方法為將(W0.15Bi0.85)2O3.45 與溶劑異 丙醇(IPA)按適當比例混合，以氧化鋯磨球 進行振動球磨。振動球磨1 小時的粒徑約 為450nm 且分佈極為集中。將此溶液稀釋 後即進行電泳(EPD)製程，基材為陰極材 料La0.8Sr0.2MnO3-y，對電極為白金。Fig. 3
性較佳之氧化鋯薄膜。在700℃至 800℃之 間，可以明顯觀察到tetragonal 氧化鋯的繞 射峰，並且無第二相生成。當溫度繼續提 高至 900℃，出現 monoclinic 氧化鋯的繞 射峰，且可同時觀察到仍有tetragonal 結構 的存在。隨熱處理溫度提升到 1000℃， monoclinic 結構的繞射強度有增強的趨 勢；相反的，tetragonal 的繞射強度卻隨著 溫度提高而漸趨減弱，代表熱處理溫度越 高 ， 氧 化 鋯 將 由 tetragonal 相 轉 變 成 monoclinic 相。 4.3 Bi2O3奈米纖維製備 本研究利用 AAO 孔洞規格排列且可 控制孔洞尺寸特性，結合電鍍製程製備 Bi2O3奈米纖維。由Fig. 12(a)得知，AAO 模板孔洞成六方堆積排列，孔徑約50nm， 孔間距約100nm，孔密度約為 5x1010cm-2。 在-0.15V (vs. Ag+/AgCl, SCE) 電壓下電泳 10 小時，大面積的 Bi 金屬奈米纖維如 Fig. 12(b)所示。經高溫熱處理，Bi 金屬由 rhombohedral 相轉變為 δ 相之 Bi2O3 （如 Fig. 13 所示）。 Fig. 14 為 Bi 及 Bi2O3 奈 米纖維型態及電子束繞射圖。Fig. 14(a) 電 子束繞射圖為Bi rhombohedral 相之 [001] zone 六 方 對 稱 繞 射 點 。 經 高 溫 氧 化 之 Bi2O3直徑較金屬 Bi 略大，由其電子繞射 圖得知此為cubic 結構 δ-phase 之 Bi2O3. Bi 奈米纖維經 250 ℃ 氧化處理之 TEM 如 Fig. 15 所 示 。 由 圖 中 可 明 顯 看 到 Bi/Bi2O3 界面。Bi 之(102) 及 δ-Bi2O3(111)
LSCu 具混合氧離子與電洞導電機 制，以磁控濺鍍方式製成具奈米晶粒薄 膜，可有效的達到電荷移轉之功能。 Fig. 22 為 LSCu 薄膜經 700℃熱處理 之 SEM 圖。薄膜相當緻密且平整，膜厚 約2μm。
0.74V，由上述結果可知減少 Bi3+的含量可 有 效 提 升 開 路 電 壓 值 。 式 2 為 Nernst equation 2(c) 2(a) O O P RT E= ln 4F P (2) 其中 R 是氣體常數、T 是溫度、F 是 法拉第常數、 2(c) O P 及 2(a) O P 分別為陰極及陽極 的氧分壓。根據 Nernst equation，陽極通 入氫氣為燃料，陰極通入氧氣情況下，純 離子導體其理論電壓值應約為 1V，因此 (W0.15Bi0.85)2O3.45、(Y0.1W0.15Bi0.75)2O3.45、 (Y0.2W0.15Bi0.65)2O3.45、(Y0.3W0.15Bi0.55)2O3.45 及(Y0.4W0.15Bi0.45)2O3.45皆含有部分電子導 體，其比率約為理論開路電壓值與實際量 得開路電壓值之差，由上述結果可知減少 Bi3+的含量可有效抑制電子導電率。 4.10 YSZ-based 和 LSGM-based SOFC 單 電池電力密度測試。
所接受。 藉 由 此 次 國 際 合 作 本 研 究 團 隊 與 Virkar 教授研究室建立良好的合作關係， 將有助於本研究在 SOFC 測試系統之建 立，並逐漸打開本研究團隊在國際間之聲 望。 五. 成果自評 本計畫已完成所有研究工作包括：(1) 高導電性電解質材料開發;(2) 電解質薄膜 化;(3)Bi2O3 奈米纖維製備;(4)奈米壓印方 法製備 NiO-YSZ 陽極薄片;(5)規則排列中 孔洞 YSZ 之製備;(6)Macroporous 電極之 製 備 ;(7) 磁 控 濺 鍍 LSCu 薄 膜 ;(8) YSZ-LSM 複合電極之化學反應; (9)低溫 型 WSB-based SOFC 單 電 池 製 作 ;(10) YSZ-based 和 LSGM-based SOFC 單電池 電力密度測試;(11)在大面積之管狀 SOFC 陽 極 基 材 及 平 板 式 陽 極 基 材 進 行 奈 米 YSZ 粉體之電泳沈積。 研究成果著作統計如下： 92 年度 93 年度 94 年度 國 際 期 刊 論 文(篇數) 2 8 6 國 內 外 會 議 論文(篇數) 8 35 21 專利(案數， 含申請中) 1 2（ 申 請 中） 六. 參考文獻
1. Yi Jiang and Anil V. Virkar, J. Electrochemical Society, 150, A942 (2003).
Fig. 1. XRD patterns of (a) (Y0.1W0.15Bi0.75)2O3.45, (b)
(Y0.2W0.15Bi0.65)2O3.45, (c) (Y0.3W0.15Bi0.55)2O3.45 and (d)
(Y0.4W0.15Bi0.45)2O3.45 after sintering at 1000 for 24 h.℃
Fig. 2 The conductivities of Bi1.54Ca0.33Nb0.13O2.97 sintered at 900 and pure Bi℃ 2O3 sintered at 800 .℃
Fig. 3 The SEM picture of (a) top-view and (b) cross-section of (W0.15Bi0.85)2O3.45 thin film by EPD process.
Fig. 4 TEM images of La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2O2.8 synthesized by hydrothermal process and calcined at 900 for 12 ℃ hrs.
Fig. 5 (a) Top view and (b) cross section SEM pictures of La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2O2.8 thin film on porous LSM substrate by EPD process and sintering at 1400 for 6hrs.℃
Fig. 6 The pictures of (a) the bulk of Ni-based substrate and (b) after sintering at 1400oC for 2 hrs.
Fig. 7 The SEM micrographs of (a) cross-section and (b) top-view of the YSZ film after sintering at 1400oC.
Fig. 8 The XRD patterns of as-deposition YSZ thin film by sputter.
Fig. 9 The SEM (a)top-view and (b)cross-section pictures of YSZ thin film by sputter.
Fig. 11 The XRD pattern of ZrO2 thin film of (a)as-deposited and heat-treatment at (b) 500 , (c) ℃ 600 , (d) 700 , (e) 800 , (f) 900 , (g) 1000 .℃ ℃ ℃ ℃ ℃
Fig. 12 SEM micrographs of (a) AAO template (b) metallic Bi nanowires array.
20 40 60 80
Two Theta metallic Bi δ−Bi2O3
Fig. 13 HT-XRD patterns of metallic Bi nanowires heat treatment at (a) 50 (b) 150 (c) 250 (d) ℃ ℃ ℃ 350 (e) 450 (f) 550 in air.℃ ℃ ℃
Fig. 14 TEM images and SAED patterns of (a) Bi nanowire and (b) Bi nanowire heat treatment at 350 for 12 hrs.℃
Fig. 15 TEM and HR-TEM images of Bi nanowire heat treatment at 250 for 12 hrs.℃
Fig. 17 Nitrogen adsorption/desorption isotherms and BJH pore size distribution (insert) of mesoporous YSZ calcined at 500 for 2 hours.℃
Fig. 18 SAXS XRD patterns of ordered mesoporous YSZ calcined at 500 for 2 hours.℃
Fig. 19 TEM images of ordered mesoporous YSZ calcined at 500 for 2 hours.℃
Fig.20 XRD patterns of NiO/YSZ calcined at 800℃ for 4h.
Fig. 21 The SEM picture of (a) array PMMA sphere and (b) ordered macroporous NiO/YSZ anode (c)YSZ thin film on macroporous NiO/YSZ.
Fig. 22 The (a) top view and (b) cross section SEM images of LSCu thin film on YSZ substrate which was heat treatment at 700 for 1 ℃ hour.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
Relative pressure (P/Po)
Fig. 23 The overpotential voltage of LSCu thin film at a various temperatures.
Fig. 24The overpotential voltage of LSCu thin film with different thickness.
Fig. 25 The SEM backscatter images of (a) La0.8Sr0.2MnO3/YSZ, (b) La0.65Sr0.35MnO3/YSZ and (c) La0.35Sr0.65MnO3/YSZ sintered at 1400 for ℃ 53 hrs.
Fig. 26 Semiquantitative of the amount of secondary phases (LZ and SZ) formed in powder mixtures of LSM and YSZ fired at 1400 : (a) amount of ℃ secondary phases versus heating time, (b) amount of secondary phases various heat-treated time.
Fig. 27 (a) The SEM microscopy of LSM/WSB/Pt single cell and (b) the OCV of LSM/WSB/Pt single cell as function of temperature.
300 400 500 Temperature(OC) 0 0.4 0.8 1.2 OCV (V) (Y0.1W0.15Bi0.75)2O3.45 for pure H2 (Y0.2W0.15Bi0.75)2O3.45 for pure H2 (Y0.3W0.15Bi0.55)2O3.45 for pure H2 (Y0.4W0.15Bi0.45)2O3.45 for pure H2 (W0.15Bi0.85)2O3.45 for pure H2
Fig.28. The open circuit voltage of (W0.15Bi0.85)2O3.45,
(Y0.1W0.15Bi0.75)2O3.45, (Y0.2W0.15Bi0.65)2O3.45,
(Y0.3W0.15Bi0.55)2O3.45 and (Y0.4W0.15Bi0.45)2O3.45 electrolyte
at different temperatures with H2 as fuel and oxygen as
oxidant.
Fig. 29 (a) The SEM microscopy of
NiO-YSZ/YSZ/LSM single cell and (b) the cell
voltage and power density of NiO-YSZ/YSZ/LSM single cell as a function of current density operating at 600, 700 and 800 .℃ 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1000/T(K-1) -6 -4 -2 0 2 4 6 Ln (σ T) La0.90Ba0.10Al0.9Y0.1O3 La0.95Ba0.05Al0.9Y0.1O3 La0.97Ba0.03Al0.9Y0.1O3 La0.99Ba0.01Al0.9Y0.1O3 Fig. 30 Conductivity of La1-xBaxAl0.9Y0.1O3
plotted as a function of temperature
0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 C D i (A 2) 0 0.4 0.8 1.2 g ( ) 0 0.4 0.8 1.2 P ow er D en sity (W c m -2) 800 oC 700 oC 600 oC
Current density (A/cm2)
Fig. 31 SEM micrograph of cross section for an anode/LBAYO/cathode structure sintered at 1400oC for 6
Fig. 32 Cell voltage and power density as a function
of current density at various temperatures
Fig. 33The pictures of (a) NiO-YSZ tube anode support, (b) YSZ as-deposited thin film on NiO-YSZ
tube anode support and (c) sintered at 1400 for ℃
5hrs.
「奈米國家型科技計畫」研究成果紀錄
計畫主持人：
方冠榮(Kuan-Zong Fung)、洪敏雄(Min-Hsiung Hon)、王木琴(Moo-Chin Wang)、盧陽明(Yang-Ming Lu)
執行機關：國立成功大學材料系(Department of Materials Science and Engineering, National Cheng Kung University)、國
立高雄應用科技大學機械系(Department of Mechanical Engineering, National Kaohsiung University of
Applied Sciences )、崑山科技大學電子系(Department of Electronic Engineering, Kun Shan University of
Technology)
國
際
能
見
度
國際研討會參與 【國際研討會名稱/主辦國家/機構/會議舉辦 時間/參與形式(□一般論文發表___人 □專題演講___人 □擔任與談人___人 □ 其 他 )/本計畫人員參與人數/是否有 博 碩士生 參與(□有_人/ □無)】203th Conference for The Electrochemical Society/France/ The Electrochemical Society/ April 27 - May 2, 2003/一 般論文發表3 人/3 人/有 3 人 The International Conference on Metallurgical Coatings and
Thin Films ICMCTF 2004/ USA/ April 19 - April 23, 2004/一般論文
發表1 人/1 人/有 1 人
2004 Fuel Cell Seminar/ USA/NOVEMBER 1, 2004/一般論文發表 1 人/1 人/有 1 人 206th Meeting of The Electrochemical Society, 2004/USA/ The Electrochemical Society/ /October 3-8, 2004//一般 論文發表1 人/1 人/有 1 人. IUMRS-ICA 2004 International Conference in Asia /Taiwan/ November 16-18, 2004/一 般論文發表13 人/13 人/ 有 13 人 3rd International Conference
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發表之期刊論文列表
國際期刊論文：
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SSCI、EI…)之順序填寫，並註明作者中文姓名。
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1. H. C. Yu, Y. H. Chen, C. L. Liao and K. Z. Fung*, “Preparation and characterization of rf-sputtered Sr-doped lanthanum cuprate thin films on yttria-stabilized zirconia substrates ”. J. Alloys and Compounds. 395[1-2] 286-290 (2005). 余河傑、陳逸桓、廖政龍、方冠榮(SCI: 1.562). 2. C. C. Huang, I. C. Leu and K. Z. Fung, "Fabrication of δ-Bi2O3 Nanowires", Electrochemical Solid State Letter, 8[4] A204-A206 (2005).黃
朝期、呂英治、方冠榮, (SCI: 2.271).
3. H. C. Yu, F. Zhao, A. V. Virkar and K. Z. Fung, “Electrochemical characterization and Performance Evaluation of Intermediate Temperature Solid Oxide Fuel Cell with La0.75Sr0.25CuO2.5-δ Cathode”, J. Power Sources, in press (2005). 余河傑、方冠榮, (SCI: 2.513).
4. C. W. Kuo, Y. H. Lee, K. Z. Fung, M. C. Wang, “ Effect of Y2O3 addition on the phase transition and growth of YSZ nanocrystallines prepared
by a sol-gel process”, J. Non-Cryst. Solids, 351,304-311 (2005). 郭致偉、李岳勳、方冠榮、王木琴, (SCI: 1.433).
5. I-Ming Hung, De-Tsai Hung, Kuan- Zong Fung and Min-Hsiung Hon, “Effect of Calcination Temperature on Morphology Evolution of Mesoporous YSZ ”, Journal of the European Ceramic Society,. In press (2005). 洪逸明、洪德才、方冠榮、洪敏雄(SCI: 1.483).
﹡2006:
1. C.-C. Huang , Teng-Yi, Wen and K. Z. Fung, "Orientation-controlled phase transformation of Bi2O3 during oxidation of Electrodeposited Bi
Film ", Materials Research Bulletin, 41, 110-118 (2006)
2. I. M. Hung, D. T. Hung, K. Z. Fung and M. H. Hon, ”Synthesis and characterization of highly ordered mesoporous YSZ by tri-block copolymer”, Journal of Porous Materials, 13(3) 225 (2006)
3. C.-C. Huang and K. Z. Fung, "Effect of the Surface Configuration on the Oxidation of Bismuth Nanowire ", Materials Research Bulletin (2006) (in press)
4. F. Y Shih, K. Z. Fung, H.C. Lin and G.J. Chen, “Low-temperature synthesis of nanocrystalline NiO-YSZ powders by succinic acid-assisted combustion”, J. Power Sources(2006) (in press).
5. H. C. Yu and K. Z. Fung, “Reaction between Strontium- doped Lanthanum Cuperate and Yittria-Stabilized Zirconia”, J. Am. Cerm.
Soc.(2006) (in press).
6. I. M. Hung, D. T. Hung, K. Z. Fung and M. H. Hon, ”Effect of calcination temperature on morphology evolution of mesoporous YSZ”, accepted by Journal of the European Ceramic Society (2006) (in press)
7. J. M. Lin, M. C. Hsu and K. Z. Fung “Deposition of ZrO2 Film by Liquid Phase Deposition” accepted by Journal of Power sources (2006) (in
press) 國內期刊論文： ﹡2005: 1.陳德源、潘若瑩、方冠榮，異價添加劑對 LaAlO3 氧離子導體晶體結構及導電率影響，陶業，24(2)，1 (2005). 會議論文： ﹡2003: 國際會議論文
Electrochemical Society, 2003 (Paris).
3. H,-C. Yu, C.-L. Liao, and K.Z. Fung, "Sr-doped lanthanum copper oxides as Novel Electrode for Solid Oxide Fuel Cells", 203th Conference for The Electrochemical Society, 2003 (Paris).
國內會議論文
1. 陳德源、方冠榮, “A and B-Site Substitution of the LaGaO3 and LaAlO3 with the MgO and SrO”, 中國材料科學學會 2003 年度年會論文集,
PJ-039 (2003)。 2. 黃朝琪、洪敏雄、方冠榮，“添加 Nb2O5 對 Bi2O3-CaO 固態電解質有序無序向變化之影響”，中國材料科學學會 2003 年度年會論文集, PJ-042 (2003)。 3. 謝承諺、方冠榮， “ 添加劑對氧化鉍晶體在還原氣氛下熱處理結構影響之研究”，中國材料科學學會 2003 年度年會論文集, PJ-043 (2003)。 4. 謝承諺、方冠榮，“ 添加劑對氧化鉍晶體結構影響之研究”，中國材料科學學會 2003 年度年會論文集, PA-027 (2003)。 5. 王興平、洪逸明、洪敏雄，“介孔二氧化鈰粉體之製備及其特性”，中國材料科學學會 2003 年度年會論文集，PJ-016 (2003)。 ﹡2004: 國際會議論文
1. H. C. Yu, Y. H. Chen, C. L. Liao and K. Z. Fung*, “Preparation and Characterization of FR-sputtered Perovskite Sr-doped Lanthanum Cuprate Thin Films on the Yittria-stabilzed Zirconia Substrates”. The International Conference on Metallurgical Coatings and Thin Films ICMCTF 2004, San Diego, USA.
2. H. C. Yu, F. Zhao, A. V. Virkar and K. Z. Fung*, “Investigation of Sr-doped lanthanum cuprate as new cathode materials for intermediate temperature solid oxide fuel cells”. 2004 Fuel Cell Seminar. San Antonio, USA
3. F. Y. Shih, K. Z. Fung* and T. K. Tseng, "Phase Evolution and Electrical Conductivity of Strontium-doped YMnO3" in 206th Meeting of The
Electrochemical Society, 2004.
4. C. Y. Hsieh and K. Z. Fung*, "Electrophoretic deposition of nanosized tungsten-stabilized bismuth oxide powders on La0.8Sr0.2MnO3 cathode
substrate for SOFC application" The IUMRS International Conference in Asia (Hsinchu, Taiwan), 2004.
Conference in Asia (Hsinchu, Taiwan), 2004.
6. Y. H. Chen, Cheng-Lung Liao and K. Z. Fung*, “RF magnetron sputtered nano-grained Sr-doped lanthanum copper oxide perovskite cathode on YSZ electrolyte”, The IUMRS International Conference in Asia (Hsinchu, Taiwan), 2004.
7. D. W. Yang, K. Y. Yang and K. Z. Fung*, “Electrophoretic Deposition of Yttria-Stabilized Zirconia on electrolyte for thin film solid oxide Fuel cell,” The IUMRS International Conference in Asia (Hsinchu, Taiwan), 2004.
8. J. M. Lin, C. H. Hsu, and K. Z. Fung*, “Fabrication of patterning anode-supported SOFC using imprint process,” The IUMRS International Conference in Asia (Hsinchu, Taiwan), 2004.
9. J. H. Shen, K. Y. Yang, K. H. Yang, K. Z. Fung*, "Fabrication of nanostructured LSM/YSZ cathode", The IUMRS International Conference in Asia (Hsinchu, Taiwan), 2004.
10. C. C. Huang and K. Z. Fung*, "Synthesis of Bismuth Oxide Nanowires by Electroplating", The IUMRS International Conference in Asia (Hsinchu, Taiwan), 2004.
11. C. L. Liao, C. W. Chu, Y. H. Lee, M. T. Wu, J. H. Yen, and K. Z. Fung*, “Metal Hole-array Membrane Fabricated by Two-step Replication for SOFC Applications”, The IUMRS International Conference in Asia (Hsinchu, Taiwan), 2004.
12. C. C. Huang and K. Z. Fung*, "Observation of Metal/Oxide Coherent Interface during the Oxidation of Bi Nanowires", The IUMRS International Conference in Asia (Hsinchu, Taiwan), 2004.
13. Y. H. Lee, I. C. Leu, M. T. Wu, J. H. Yen, M. H. Hon, K. Z. Fung*, “The fabrication of Cu2O/Cu composite nanowires for Li ion battery
application”, The IUMRS International Conference in Asia (Hsinchu, Taiwan), 2004.
14. I. M. Hung*, D. T. Hung, K. Z. Fung and M. H. Hon, “Synthesis of Nano-structured Mesoporous YSZ by Tri-block Copolymer F127,” The IUMRS International Conference in Asia (Hsinchu, Taiwan), 2004.
15. J. L. Guo, T. Y. Chen, K. Z. Fung*, Moo-Chin Wang*, Chi-Shiung His, “Synthesis of LaAlO3 by co-precipitation method ”, The IUMRS
International Conference in Asia (Hsinchu, Taiwan), 2004.
國內會議論文
1. Y. H. Chen , J. W. Li, H. C. Yu, I. M. Hung, Y. M. Lu and K. Z. Fung*, “Preparation of Cubic YSZ and Perovskite La1-xSrxCuO2.5-y Thin Film
For SOFCs” 2004 奈米國家型科技計畫成果發表會暨台灣奈米科技展,台北國際會議, 2004.
2. D. W. Yang, K. Y. Yang and K. Z. Fung*, “Preparation of Yttria-stabilized Zirconia thin film by Electrophoretic deposition,” 2004 奈米國家 型科技計畫成果發表會暨台灣奈米科技展,台北國際會議, 2004.
3. J. H. Shen, K. Y. Yang, K. H. Yang and K. Z. Fung*, "Fabrication of Strontium Doped Lanthanum Manganite/Yttria Stabilized Zirconia Cathode Layer Using Electrophoretic Deposition, 2004 奈米國家型科技計畫成果發表會暨台灣奈米科技展,台北國際會議, 2004.
4. D. T. Hung, I. M. Hung*, K. Z. Fung and M. H. Hon, " Preparation of Mesoporous Yttria-stabilized Zirconia using Cetyltrimethylammonium Bromide as Template” , 2004 奈米國家型科技計畫成果發表會暨台灣奈米科技展,台北國際會議, 2004.
5. 黃朝琪、方冠榮*, " Fabrication of Bismuth Thin Film and Nanowires by Electroplating "中國材料學學會年會論文集，工研院，新竹(2004). 6. 謝承諺、方冠榮*, "異價添加劑對氧化鉍晶體結構穩定性之影響” 中國材料學學會年會論文集，工研院，新竹(2004).
7. 楊帝威、楊開雲、方冠榮*, ”鋰的添加對鋰鎳氧氧化物結構與導電性質之影響,” 中國材料學學會年會論文集，工研院，新竹(2004). 8. Y. H. Lee, I. C. Leu, C. L. Liao, and K. Z. Fung*, “Effect of pH on morphological features and growth behavior of electrochemically
deposited Cu2O thin film”, 中國材料學學會年會論文集，工研院，新竹(2004).
9. Y. H. Chen , H. C. Yu and K. Z. Fung*, “Preparation of Perovskite La1-xSrxCuO2.5-y Thin Film For SOFCs” 中國材料學學會年會論文集，工
研院，新竹(2004).
10. C. W. Chu, C. L. Liao, D. W. Yang, M. T. Wu, J. H. Yen, and K. Z. Fung*, “YSZ/Ni Membrane Fabricated by Two-Step Replication for SOFC Application,” 中國材料學學會年會論文集，工研院，新竹(2004).
11. J. M. Lin, C. H. Hsu, and K. Z. Fung*, ”Fabrication of patterning anode-supported SOFC using imprint process,” 中國材料學學會年會論文 集，工研院，新竹(2004).
12. J. H. Shen, K. Y. Yang, K. H. Yang, K. Z. Fung*, "Preparation of LSM/YSZ cathode layer Using EPD process",中國材料學學會年會論文 集，工研院，新竹(2004).
13. T. Y. Chen and K. Z. Fung*, “Synthesis of LaGaO3 Poweder by Hydrothermal Method”, 中國材料學學會年會論文集，工研院，新竹(2004).
材料學學會年會論文集，工研院，新竹(2004).
15. C. W. Kuo, Y. H. Lee, K. Z. Fung and M.C. Wang*, “Effect of the processing parameters on the synthesis of 8 mol% Yttria-Stabilized-Zirconia (8YSZ) nanocrystallites prepared by sol-gel process,” 中國材料學學會年會論文集，工研院，新竹(2004).
16. D. T. Hung, I. M. Hung*, K. Z. Fung and M. H. Hon, “Preparation of Mesoporous Yttria Stabilized Zirconia Using Triblock Copolymer as Template” 中國材料學學會年會論文集，工研院，新竹(2004).
17. J. H. Shen, K. Y. Yang, K. H. Yang and K. Z. Fung*,"Preparation of LSM/YSZ cathode layer Using EPD process",中國材料學學會年會論文 集，工研院，新竹(2004).
18. 王興平、林忠達、洪逸明*、洪敏雄、方冠榮，“奈米介孔釤參雜氧化鈰之合成及特性”, 中國材料學學會年會論文集，工研院，新竹 (2004).
19. 盧陽明*、李嘉韋、陳逸桓、洪逸明、方冠榮, “Effect of post heat treatment for microstructure of deposited YSZ films” 中國材料學學會
年會論文集，工研院，新竹(2004) ﹡2005:
國際會議論文
1. Fu-Yun Shih, Kuan-Zong Fung, Effect of Annealing Temperature on Electrochemical Performance of Thin-Film LiMn2O4Cathode , 3rd
International Conference onMaterials for Advanced Technologies, 3-8 July, Singapore (2005).
2. Kai-Yun Yang, Kuan-Zong Fung, Structure, Lithium Ion Conductivity and Reaction Suppression against Li Anode in the La0.57 Li
0.3TiO3-LaAlO3 Solid Solution, 3rd International Conference onMaterials for Advanced Technologies, 3-8 July, Singapore (2005).
3. Jain-Ming Lin, Kuan-Zong Fung, Deposition of ZrO2 Film by Liquid Phase Deposition Method , 3rd International Conference onMaterials for
Advanced Technologies, 3-8 July, Singapore (2005).
4. Dee-way Yang, Kai-Yun Yang, Kuan-Zong Fung, Deposition of Yttria-stabilized Zirconia Thin Film by Electrophoretic Deposition, 3rd
International Conference onMaterials for Advanced Technologies, 3-8 July, Singapore (2005).
6. I-Ming Hung, De-Tsai Hung, Kuan- Zong Fung, Min-Hsiung Hon, Characterization and Synthesis of Highly Ordered Mesoporous YSZ by Tri-block Copolymer, 3rd International Conference on Materials for Advanced Technologies, 3-8 July, Singapore (2005).
7. Kuan-Zong Fung, Enhancement of electronic and ionic conduction in Sr-doped lanthanum cuprite, The 2nd International Symposium on Point Defect and Nonstoichiometry, Kaohsiung, Taiwan, P1-4, October 4-6 (2005).
8. Kuan-Zong Fung, Phase evolution and electrical conductivity of strontium-doped YMnO3, The 2nd International Symposium on Point Defect and Nonstoichiometry, Kaohsiung, Taiwan, P1-7, October 4-6 (2005).
9. Te-Yuan Chen and Kuan-Zong Fung, Effect of divalent dopants on structure and electrical properties of LaAlO3 perovskite, The 2nd International Symposium on Point Defect and Nonstoichiometry, Kaohsiung, Taiwan, P1-40, October 4-6 (2005).
10. Chung-Ta Lin, I-Ming Hung and Kuan-Zong Fung, The characterization of oxygen deficit cathode Sm0.5Sr0.5Co1-xCuxO3-δ(x=0~0.4), The 2nd International Symposium on Point Defect and Nonstoichiometry, Kaohsiung, Taiwan, P1-20, October 4-6 (2005).
11. Cheng-Ten Hsieh and Kuan-Zong Fung, Effect of divalent dopants on defect structure and electrical properties of Bi2WO6, The 2nd
International Symposium on Point Defect and Nonstoichiometry, Kaohsiung, Taiwan, P1-43, October 4-6 (2005). 國內會議論文
1. 陳逸桓、方冠榮, ‘鈣鈦礦結構之 LSCu 薄膜電極對固態氧化物燃料電池之陰極反應行為’奈米國家型成果展論文集，台北(2005). 2. 石富勻、方冠榮, ‘Nanocrystalline NiO-YSZ Powders Prepared by Succinic Acid-Assisted Combustion’奈米國家型成果展論文集，台北
(2005).
3. 林宏政、方冠榮, ‘Preparation of macroporous YSZ with PMMA as template’奈米國家型成果展論文集，台北(2005). 4. 洪逸明、方冠榮, ‘利用三嵌段共聚物合成規格排列中孔洞釔安定氧化鋯為’奈米國家型成果展論文集，台北(2005). 5. 郭家良、方冠榮, ‘奈米級鋁酸鑭粉末之合成’奈米國家型成果展論文集，台北(2005).
6. 陳德源、方冠榮, ‘以水熱法合成鑭鎵氧化物’奈米國家型成果展論文集，台北(2005).
9. 林忠達、方冠榮, ‘銅掺雜釤鍶鈷氧做為中溫型固態氧化物燃料電池陰極材料之特性’奈米國家型成果展論文集，台北(2005). 10. 陳偉謙、方冠榮, ‘以模板複製法製備具奈米孔洞鎳電極’奈米國家型成果展論文集，台北(2005).
11. 郭家良、陳德源、陳國駒、方冠榮、王木琴、許志雄 ”奈米級鋁酸鑭粉末之合成” 中國材料學學會年會論文集，淡江大學，台北縣(2005) 12. 郭致瑋、李岳勳、方冠榮、王木琴、溫紹炳 ”Preparation and phase transformation of yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystals
nanopowders by a co-precipitation process” 中國材料學學會年會論文集，淡江大學，台北縣(2005)
13. 林宏政、方冠榮 ”以單分散 PMMA 球為模板製備釔安定氧化鋯巨孔結構之研究” 中國材料學學會年會論文集，淡江大學，台北縣(2005) 14. 劉奇峰、林建銘、方冠榮 ”以奈米壓印法製作規則性圖案之 AZO 薄膜” 中國材料學學會年會論文集，淡江大學，台北縣(2005) 15. 洪逸明、洪德才、方冠榮、洪敏雄 ”三板塊共聚物高分子含量對介孔釔安定氧化鋯孔洞規則排列之影響” 中國材料學學會年會論文
集，淡江大學，台北縣(2005)
16. 林忠達、洪逸明、方冠榮、洪敏雄 ”The characterization of oxygen deficit cathode Sm0.5Sr0.5Co1-xCuxO3-δ(x=0~0.3) for Intermediate Temperature-Solid Oxide Fuel Cells (IT-SOFCs)” 中國材料學學會年會論文集，淡江大學，台北縣(2005)
17. 陳偉謙、黃朝琪、方冠榮 ”以軟模壓印在釔安定氧化鋯上製作氧化鎳圖案” 中國材料學學會年會論文集，淡江大學，台北縣(2005) 18. 陳德源、方冠榮 ”以電泳沈積法製備 LSGM 薄膜之研究” 中國材料學學會年會論文集，淡江大學，台北縣(2005)
19. 楊帝威、楊開雲、方冠榮 ”Deposition of Yttria-stabilized Zirconia thin film by Electrophoretic deposition” 中國材料學學會年會論文集， 淡江大學，台北縣(2005)
