臺灣博碩士論文加值系統

目錄
摘要 …………………………………………………………I
Abstract..………………………………………………………II
表目錄…………………………………………………………V
圖目錄…………………………………………………………IX1.1

第一章 前言………………………………………………………………1
1.1 前言………………………………………………………………1
1.2 研究動機…………………………………………………………3
1.3 研究架構…………………………………………………………5
第二章 文獻回顧 ………………………………………………6
2.1 燃料電池的發展……………………………………………………6
2.2 燃料電池發電原理…………………………………………………9
2.3 燃料電池的優勢……………………………………………………11
2.4燃料電池的種類與應用 …………………………………………13
2.5 陰離子交換膜燃料電池(AEMFC) ………………………………14
2.5.1 陰離子交換膜燃料電池簡介. ………………………………15
2.5.2 陰離子交換膜燃料電池之原理 ……………………………16



2.5.4 陰離子交換膜燃料電池構造 …………………………………17
2.5.5 陰離子交換膜(anion exchange membrane, AEM)..……………18
2.5.6 觸媒層(Catalyst Layer; CL) .…………………………………19
2.5.7 氣體擴散層 (Gas diffusion Layer; GDL) ……………………20
2.5.8 雙極板(Bipolar Plates; BP)..……………………………………21
2.5.9 氣密墊片..………………………………………………………23
2.5.10 集電板…………………………………………………………23
2.5.11 膜電極組(Membrane Electrode Assembly;MEA)……………24
2.6 氧氣還原反應 (Oxygen Reduction Reaction ORR)……………25



2.7 電子轉移數…………………………………………………………26
2.8 非貴重金屬觸媒……………………………………………………27
2.8.1 鄰苯二胺應用在觸媒……………………………………………28

第三章 實驗…………………………………………………………..29
3.1 實驗品.……………………………………………………………..29
3.2 儀器設備.…..………………………………………………………33
3.3 實驗步驟.………………………………………………………….39
3.3.1 觸媒前驅物備製 ...……………………………………………..39
3.3.2 煅燒溫度之觸媒製備 ……………………………………….40
3.3.3 線性掃描伏安法(LSV)測試…………………………………….41
3.3.4 膜電極組製作.…….…………………………………………….42
3.3.5燃料電池之單電池測試……..…………………………………..44



第四章 結果與討論.…………………………………………………..46
4.1 官能基分析.………………………………………………………..46
4.1.1 官能基分析（FT-IR）.………………………………………….46
4.2 表面型態分析..…………………………………………………….47
4.2.1 TEM 分析...………………………………………………………47
4.3 HR-TEM分析.….…………………………………………………..48
4.3.1.HR-TEM（EDS mapping）..…………………………………….49
4.4.SEM分析...…………………………………………………………50
4.4.2.SEM（EDS mapping分析圖）.…………………………………51
4.4.3.SEM CoNC系列觸媒元素分析…………………………………52
4.5結晶性分析…………………………………………………………53
4.6. 有序性分析 Raman………………………………………………54
4.7電化學分析…………………………………………………………55
4.7.1 線性掃描伏安法 (Linear Sweep Voltammetry;LSV)…………..55
4.7.2 電子轉移數………………………………………………………57
4.7.3 循環伏安法(Cyclic voltammetry)………………………………..59
4.8單電池分析…………………………………………………………60
第五章 結論……………………………………………………………61
參考文獻………………………………………………………………..62



圖目錄
Figure1.1.1 燃料電池示意圖…………….…………………………….2
Figure 2.1.1 William Grove(1811-1896)…………….………………….8
Figure 2.1.2燃料電池實驗圖…………….…………………………….8
Figure.2.1 燃料電池發電原理…………………………………………10
Tabe2.4.1.燃料電池的種類與應用…………….………………………13
Figure.2.5.2 質子交換膜燃料電池與陰離子交換膜燃料電池比較圖15
Figure 2.5.4.1 陰離子交換膜燃料電池構造圖………………………17
Figure 2.5.5.1 陰離子交換膜…………………………………………18
Figure 2.5.7-1碳纖維紙………………………………………………21
Figure 2.5.7-2碳纖維布………………………………………………21
Figure 2.5.8- 1.雙極板…………………………………………………22
Figure 2.5.9.1氣密墊片………………………………………………23
Figure 2.5.10.1 集電板…………………………………………23
Figure 2.5.11-1 MEA三明治結構圖…………………………………24
Figure 3.2.1 本研究觸媒反應機制….……………………………….37
Figure 3.2.2. 本研究觸媒製備流圖………………………………….38
Figure 3.3.1-1 CoNC 觸媒合成………………………………………39
Figure 3.3.4-1 漿料製備流程圖………………………………………42
Figure 3.3.5-1 單電池模組………………………………………44
Figure 4.1.1-1聚亞胺官能基FTIR圖………………………………..46
Figure 4.2.1-1 CoNC系列觸媒TEM分析圖(a)800A700 (b)900A800 (c) 1000A900………………………………………………………….47


Figure 4.3.1-1.HR-TEM………………………………………………48
Figure 4.3.1-2.HR-TEM (EDS mapping)圖…………………………...49
Figure 4.4.1.SEM.CoNC系列觸媒分析圖.(a)800A700(b)900A800(c)1000A900……………………………..50
Figure4.4.2-1.SEM EDS mapping (a)800A700 (b)900A800 (c)1000A900…………………………………………………………..51
Table 4.4.2-2 CoNC系列觸媒元素分析………………………………52
Figure 4.5.1-1不同溫度酸洗二次鍛燒觸媒XRD圖…………………53
Figure 4.6.1-1CoNC系列觸媒不同溫度之Raman分析圖…………55
Table 4.6.1 CoNC系列ID/IG值比較表………………………………...55
Figure 4.7.1 0.1M KOH中之ORR極化曲線，掃描速度:5mV/s、旋轉速度:1600rpm、O2…………………………………………………..56
4.7.1-1 (a)在O2飽和的0.1 M KOH溶液中以5 mV/s的掃描速率對CoNC-H1000A900進行RDE測量，旋轉速率為900至2500 rpm(b)於不同電位下的K-L圖(c)不同電位下的電子轉移數………………58
4.7.2-1 CoNC-H1000A900之CV圖(於0.1 M KOH，掃描速率:50 mV/s，氧氧、氮氣環境下測試)……………………………………..59
4.8-1 CoNC1000A900，900A800，800A700觸媒與商用鉑碳之單電池極化曲線圖比較……………………………………………………60

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