聚乙烯醇/聚電解質/石墨烯奈米複材及其電紡纖維膜在鹼性直接甲醇燃料電池應用

本計劃聚乙烯醇/聚電解質/石墨烯奈米複材及其電紡纖維膜在鹼性直接曱醇燃料電池應用將分三年 進行：第一年度將分兩部份：（1)利用膠體粒子法合成Pt或Pt-Ru奈米粒子，且選擇碳黑、石墨烯與 經由硫酸銨改質的石墨烯作為載體，比較加入聚乙烯醇及聚電解質混合溶液與Nafion溶液當作傳導 高分子於鹼性環境下效能的差別和探討所合成之複合材料加入聚乙烯醇及聚電解質混合溶液當作傳 導高分子在於曱醇氧化反應過程中對於不同掃描圈數下之可靠度。（2)以聚乙烯醇(PVA)為主體，藉 由摻雜聚電解質及改質的石墨烯材料來製備鹼性DMFC的電解質薄膜，進行摻雜成分比例之篩選與最 佳化濃度之設計，以提升鹼性DMFC内電解質膜材的離子傳導能力，且使用戊二醛分別交聯聚乙烯醇 /聚電解質/石墨烯離子電解質薄膜，來進行最佳濃度選定，並以此作為電極模組之電解質膜材。 第二年度將分三部份：（1)水溶性幾丁聚醣製備，（2)聚乙烯醇及聚電解質混合溶液電紡抽絲條 件探討，（3)聚乙烯醇/聚電解質/石墨烯電紡纖維膜之製備及性質評估。第三年内容以前兩年結果為基礎，利用Pt或Pt-Ru奈米粒子/碳黑、Pt或Pt-Ru奈米粒子/石墨烯及Pt或 Pt-Ru奈米粒子/磺酸石墨烯此三種物質修飾玻璃碳電極，製備氣體擴散電極，以聚乙烯醇/聚電解質/ 石墨烯電紡纖維膜作為MEA模組組裝之主要薄膜，並完成鹼性DMFC單電池組裝及測試：將MEA組裝為 DMFC單電池系統，藉由不同的操作條件（電解質厚度、觸媒負載量、環境溫度、曱醇水溶液進料流速 及濃度、空氣或氧氣進料流速）所得的結果進行分析比較，以討論這些參數對電池整體性能之影響； 並進行耐久長效性測試，以證明電位下降的原因，並利用第一年度solution casting方式製成薄膜的 研究成果做為參考對照，找出最適操作週期的關鍵因素，藉此提高且延長其性能。

系統編號:PB10501-3718
原計畫編號:MOST104-2221-E182-054-MY3