鹼性燃料電池之固態電解質特性及奈米結構設計

本研究之目標為設計具奈米微結構之固態電解質分隔膜，應用於鹼性燃料電池中。鹼性電池擁有較高之反應催化活性與多樣之觸媒選擇，是未來能克服燃料電池價格高昂、有利量產的主要誘因。目前商業化的Nafion®薄膜仍有許多問題(如價格昂貴、甲醇滲透率偏高、不等向延伸等)需要改進；而建立其它新穎的固態電解質分隔膜不但可以克服價昂、燃料滲透流失的瓶頸，也可以應用於其他電池，建立關鍵材料的技術。本研究之作法乃藉由分析材料之基本物理化學性質出發、針對不同的電池進料(醇類、聯胺、硼氫化物等)設計不同奈米尺度的氫氧離子之傳輸通道，提高導電性，並透過第二種成分之調控、有效抑制燃料之燃料滲透流失。本主持人近年來已將此概念開發出聚乙烯醇(PVA)-奈米燻矽、PVA-奈米碳管的複合材料，也得到優異的機械與熱穩定性，不易溶出，更可阻擋甲醇滲透，摻雜KOH 後導電度甚高，製成鹼性直接甲醇燃料電池的放電性能明顯優於純PVA 者，而且比文獻中的鹼性直接甲醇燃料電池性能高了數倍至數十倍，不斷刷新電池功率的紀錄，是目前鹼性直接甲醇燃料電池性能之紀錄保持者。本計劃主持人呂幸江教授過去兩年中已刊登的SCI 論文之平均impact factor 達3.59，2011 年一年中已發表10 篇第一/通訊作者的SCI/EI 論文，具國際知名度。本計畫是接續過去國科會計畫經驗與成果之延續研究，擬繼續研發不同高分子與無機材料之複合膜，進一步應用於其它鹼性燃料電池中。本人希望透過這些研究，建立依電池進料而量身訂做適用膜材的學理，更希望本研究的成果可以應用於其它的創新膜材，作為研發材料者的圭臬準則。

系統編號:PB10202-1092
原計畫編號:NSC101-2221-E182-064-MY2