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氣體擴散層與碳材技術


  • 執行期間:2009-01-01起 ~ 2009-12-31止
  • 目前狀態:未完成 / 專利申請-無 / 專利授權-無
  • 專利資訊:證書號碼- / 專利期間-2009-01-01~2009-12-31

內容簡介:

[核心技術]
1. 碳材表面親/疏水性操控技術
本技術主要開發操控碳紙或碳纖維之表面親/疏水性,以低溫電漿或表面氟化處理以提升碳材表面超疏水性,靜態接觸角可超過160°以上。若以電化學表面氧化親水官基植入碳表面,則可達表面超親水特性,靜態接觸角低於5°以下。此技術適於做為燃料電池氣體擴散層改質或其他儲能元件之應用。
2. 碳材表面修飾技術
本技術主要以氣相沉積技術在碳紙或碳纖維表面成長高密度奈米碳管,合成高性能氣體擴散電極。奈米碳管平均直徑在10至30奈米間,形成薄層電極或觸媒擔載。由於此碳複合材料具高表面積及高導電性,若觸媒可均勻分散,有助於觸媒活性提升與電子傳導。
3. 奈米碳材擔載Pt-過渡金屬觸媒製備
本技術主要開發金屬擔載量可控制的高金屬分散性觸媒,在金屬擔載量達30 %(wt)時,金屬顆粒的平均粒徑仍維持在5奈米以下,適於做為燃料電池的電極觸媒或其他擔載觸媒應用。
4. 氣體擴散電極孔隙設計及製備
本技術主要製備良好氣體擴散之碳薄層,以高順向性中空奈米碳纖維構成之氣體擴散層,具有高氣體擴散係數,藉由孔隙分佈與電池性能分析達到孔隙設計最適化,藉此可以提升膜電極的電化學性能。

[發展目標]
未來五年的研發工作將朝向整合現有核心技術與其他研究團隊技術,應用於提升燃料電池膜電極組的效能,目標以設計高性能氣體擴散電極在Pt用量低於0.2 mg/cm2條件下,在70 ℃、氫氣燃料、無背壓操作條件下,獲致0.5 W/cm2的電能輸出,以達成0.5 g Pt/kW以下的低Pt用量高效能電極製作目標;同時也將嘗試將相關技術應用於直接甲醇燃料電池電極的設計製作。