壓電式質子交換膜燃料電池堆之研究

Study of Piezoelectric Proton Exchange Membrane Fuel Cell Stack (PZT-Stack)

鄭秀敏(Hsiu-Min Cheng)

指導教授 ： 馬小康

國立臺灣大學/工學院/機械工程學研究所/碩士(2012年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2012.02748

摘要

經由過往研究可知，將漸縮/漸擴元件及壓電裝置應用於質子交換膜燃料電池的陰極端，其有助於提升電池性能。本文中，新型壓電式質子交換膜燃料電池堆由三組L-PZT-D型的雙電池所組成，其總反應為24 cm2，漸縮/漸擴元件開口角度為10℃，漸縮/漸擴元件之流道長度為5.63mm，漸縮/漸擴元件喉部寬度為1mm。於性能測試實驗中，操作參數包含了陰極端壓電片振動頻率、操作溫度、陽極端相對溼度、陽極端不同進氣方式及電性串並聯。除此，亦進行壓電式質子交換膜燃料電池堆穩定性及電池堆內一膜電極組性能降低時對整體電池影響之探討。實驗結果顯示，當燃料電池堆操作於壓電片振動頻率為60Hz、操作溫度為50℃、陽極端相對濕度為34.4％、並聯進氣法及電性並聯時，其可獲得最大淨輸出功為3.8627 W，且當燃料電池堆內有一片膜電極組性能降低時，雖會使電池堆性能下降，但其仍可運作，並不會造成電池堆整個停擺。

關鍵字

壓電裝置 ； 質子交換膜燃料電池 ； 電池堆 ； 穩定性

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無資料

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piezoelectric device ； PEMFC ； stack ； stability

參考文獻

8 黃詩涵,“壓電式質子交換膜燃料電池研究分析”國立台灣大學機械工程研究所博士論文, 2009.

17 城立偉, “壓電可變式流道質子交換膜燃料電池之效率分析”, 國立台灣大學機械工程研究所碩士論文, 2007.

22 張雅婷, “漸縮/漸擴元件應用於壓電式質子交換膜燃料電池之研究”,國立台灣大學機械工程研究所碩士論文, 2010.

2 K. Walter, “Science & technology”, Lawrence Livermore National Laboratory, www.llnl.gov/str/Mitlit.html , 1997.

3 J. Larminie, A. Dicks, “Fuel cell systems explained”, Wiley, Second Edition, pp.45-60, 2003.