臺灣博碩士論文加值系統

現階段燃料電池的問題仍是集中在陽極觸媒的提升，以及電極的大面積化。因此本研究將試片面積擴大為25 cm2，並引進脈衝式電化學沉積法，以期達到提升觸媒活性且製備較大面積的直接甲醇燃料電池陽極端。
本研究利用脈衝式電化學沉積法，製備白金釕二元合金，於直接成長在氣體擴散層的奈米碳管上。試片大小為25 cm2，奈米碳管長度為8-10μm，直徑為30-60 nm。藉由變化不同脈衝式電位的時間參數，用以改變觸媒的承載量與白金釕的分配比例，其中以2 秒關搭配1 秒開與1 秒關搭配1 秒開為較佳條件。白金釕二元合金粒徑大小約為3-5 nm，承載量則為0.6-0.7 mg/cm2。且在0.5 M 的甲醇半電池測試中，甲醇氧化峰電流可達180mA/cm2，抑制CO 毒化效果也不錯。應用在60 ℃通純氧及1 M 甲醇的直接甲醇燃料電池單電池中，得到最高功率為42.5 mW/mg。對照以商用觸媒為陽極端的直接甲醇燃料電池單電池，最高功率為39.1 mW/mg。再次證明本研究的觸媒活性較佳，並且於直接甲醇燃料電池單電池也有較佳最高輸出功率。

摘要
致謝
主目錄
第一章 緒論
1.1 前言
1.2 研究動機與方法
第二章 簡介
2.1 燃料電池簡介
2.2 燃料電池種類
2.3 直接甲醇燃料電池
2.3.1 直接甲醇燃料電池工作原理
2.3.2 直接甲醇燃料電池結構
2.3.3 直接甲醇燃料電池發展概況
第三章 實驗方法
3.1 實驗流程
3.2 實驗藥品與設備
3.2.1 觸媒前驅物
3.2.2 其他藥品
3.2.3 實驗用氣體
3.2.4 實驗設備
3.2.5 分析儀器
3.3 成長奈米碳管
3.4 試片製備方法
3.5 奈米碳管官能基化處理
3.6 電化學還原法製備陽極觸媒
3.7 陽極觸媒電極分析
3.7.1 電化學分析
3.7.2 觸媒型態分析
3.7.3 成份分析
3.8 全電池MEA製備
3.8.1 全電池壓合
3.8.2 全電池測試
第四章 結果與討論
4.1 碳管
4.1.1 碳管形貌
4.1.2 碳管官能基處理
4.2 電化學分析結果
4.2.1 硫酸測試
4.2.2 甲醇測試
4.3 場發射掃描式電子顯微鏡之觸媒微影圖像分析(SEM)
4.4 感應耦合電漿質譜分析儀分析(ICP-MS)
4.5 X光粉末繞射法分析
4.6 穿透式電子顯微鏡分析
4.7 全電池量測與分析
第五章 結論
第六章 未來工作
參考文獻

[1]Eberle U von Helmolt R. Fuel cell vehicles: Status 2007. JOURNAL OF POWER SOURCES, MAR 20 2007.
[2] W.R.W. Dauda S.K. Kamarudina, F. Achmada. Overview on the application of direct methanol fuel cell(DMFC) for portable electronic devices. international journal o f
hydrogen energy, June 2009.
[3] Chuen-Horng Tsai Ming-Chi Tsai, Tsung-Kuang Yeh. An improved electrodeposition technique for preparing platinum and platinum – ruthenium nanoparticles on carbon
nanotubes directly grown on carbon cloth for methanol oxidation. Electrochemistry Communications, August 2006.
[4] Fuel Cell System Explained ,2nd Edition. John Wiley And Sons, Incorporation, England, 2003.
[5] A. Hamnett. Mechanism and electro catalysis in the direct methanol fuel cell.CATALYSIS TODAY, NOV 29 1997.
[6] Zhong-jie Jiang-Yuedong Menga Zhongqing Jiang, Xinyao Yu and Yicai Shia. Synthesis of monodispersed Pt nanoparticles on plasma processed carbon nanotubes for
methanol electro-oxidation reaction. Journal of Materials Chemistry, April 2009.
[7] J.M. Sieben C.E. Mayer M.M.E. Duarte, A.S. Pilla. Platinum particles electrodeposition on carbon substrates. Electrochemistry Communications, December 2005.
[8] Shi-Gang Sun Yong Ding Zhong Lin Wang Na Tian, Zhi-You Zhou. Synthesis of Tetrahexahedral Platinum Nanocrystals with High-Index Facets and High Electro- Oxidation Activity. SCIENCE, May 2007.
[9] 刘世斌，孙彦平，牛忠义，张忠林，郝晓刚，王秀光. 预置活性物前驱体脉冲电沉积制备DMFC 电极. 稀有金属材料与工程(RARE METAL Material AND ENGINEERING), June 2009.
[10] Cheng-Hong Wang. Preparation of multi-walled CNTs supported Cathodic catalyst for Direct Methanol Fuel Cell. Master’s thesis, National Tsing Hua University, 2009.
[11] Jiuan-Rong Tseng. Optimization of the preparation of Anodic catalyst on CNTs for Direct Methanol Fuel Cell. Master’s thesis, National Tsing Hua University, 2009.
[12] King-Tsai Jeng Chun-Ching Chien. Effective preparation of carbon nanotubesupported Pt – Ru electrocatalysts. JOURNAL OF POWER SOURCES, September 2005.
[13] 張育鳴. 改善電鍍技術製備以奈米碳管為載體之直接甲醇燃料電池陽極觸媒層.Master’s thesis, 國立清華大學, 2007.
[14] D.R. Durovic´ S.Lj. Gojkovic´, T.R. Vidakovic´. Kinetic study of methanol oxidation on carbon-supported PtRu electrocatalyst. JOURNAL OF POWER SOURCES,
MAR 20 2003.
[15] M.H. Romerob-J.B. Fernandes J.L. Figueiredo P.V. Samant, C.M. Rangel. Carbon supports for methanol oxidation catalyst. JOURNAL OF POWER SOURCES, MAR 2005.
[16] Qing-Chi Xua Rong-Zong Hua Jing-Dong Lin Dai-Wei Liao Ying Liang, Jun Li.Characterization of composite carbon supported PtRu catalyst and its catalytic performance
for methanol oxidation . Journal of Alloys and Compounds, October 2008.
[17] R. Chen-W.W. Yang Q.X.Wu, T.S. Zhao. Effects of anode microporous layers made of carbon powder and nanotubes on water transport in direct methanol fuel cells.Journal of Power Sources, February 2009.