鹼性系統直接甲醇燃料電池(DMFC)的陽極電觸媒開發

燃料電池是一種將化學能直接轉變成電能的裝置，伴隨著電荷轉移的化學作用，而電子及離子使用不同反應的傳導路徑，經介面異相完成電荷的平衡。進行燃料電池反應的過程中，燃料與氧化劑分別進入燃料電池中，個別於電池的陰極及陽極產生反應，燃料經電化學反應後產生電子，電子經由電極及外線路流向另一電極與氧化劑反應，氧化劑接受電子後，產生反應，並由電池內的電解質傳導離子，形成電池運轉的迴路。燃料電池在實際上大部分都只有約50%左右的工作效率，原因主要來自於電極上吸附氣體(如氧氣、氫氣、一氧化碳…等)或電極上有不純物(如含有其他金屬雜質或該電極金屬的氧化狀態)，而此種損失方式使實際電池電位(cell potential)少於理想平衡狀態的電池電位。由於CO 的強吸附於白金表面，佔據了氫氣於白金觸媒表面進行電化學催化反應的面積，造成電池電位降低，使得電池效能也隨之降低。在此我們提供具有氧原子的物質與白金表面上被吸附的一氧化碳反應，釋放被一氧化碳佔據的白金表面面積以供氫氣進行氧化反應。一氧化碳在金的氧化電位約為0.1V，比白金氧化電位低許多，因而使用金(gold)當電催化觸媒會比用白金在酸性電解液中有極佳的一氧化碳容忍能力。一氧化碳電化學氧化電位可提前至0.1V(vs RHE)遠高於白金系統的電位值。在鹼性系統中，OH 的濃度在COads 的氧化以及氧化反應中保持CO2 的產率中扮演相當重要的腳色，因此碳酸化的反應、CO 的毒化、OH 的濃度及排出二氧化碳就是在鹼性系統下要考量的重點，本計畫將研究鹼性系統中一氧化碳及甲醇在金表面的電化學氧化反應。

系統編號:PB9511-0785
原計畫編號:NSC95-2221-E182-081