使用奈米金屬簇粒之電動力學的重組系統作為甲醇燃料電池的進料系統(II)

使用交流電源用以操作，分離帶電荷的分子或簇粒(clusters/particles)總稱為”AC Electrokinetics”，為電動力學的一種。使用直流或交流電場使電場中的金屬簇粒進行電化學反應，可以進行不同於傳統電極，直流電源操作的電化學反應，可以在反應路徑的選擇性、產率，以及反應機制的調控上(例如毒化，表面吸附現象等)發現新的現象。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。直接使用碳氫化合物為進料，可相當程度簡化燃料電池燃料的系統，但以目前電催化技術的進展，石油或甲烷仍極難在常溫進行反應，直接甲醇進料的高分子膜型燃料電池為目前較有希望商業化的系統。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。計畫構想乃應用微波合成製作的奈米金屬簇粒包括白金及金二種，進行電動力學直流或交流電場效應中，金屬簇粒在奈米尺度時的反應觀測，藉以開拓90年代的發展中止的電動力學催化研究。使用甲烷氣體溶於高介電質的純水(10-3M)中使用電動力學的裝置使甲烷可以反應成為甲醇，作為一種電動力學催化反應甲烷重組系統(reforming system)在應用上，可作為甲醇燃料電池使用甲烷(天然氣)進料的重組系統。第二個進行的標的則為使用甲醇進料作為甲醇燃料電池避免毒化反應的預處理系統。

系統編號:PB9709-3561
原計畫編號:NSC97-2221-E182-040