- 學位論文
新型類雙極板應用於無閥壓電式質子交換膜燃料電池 之研究
Study of Novel Pseudo-bipolar Applied in a Piezoelectric Proton Exchange Membrane Fuel Cell with Nozzle and Diffuser (PZT-PEMFC-ND)
摘要
由過去研究得知，壓電裝置應用於類雙極質子交換膜燃料電池之陰極端有助於燃料電池水管理，進而提升燃料電池的性能表現。本文將探討陰極端壓電片操作頻率、陽極相對濕度、陽極流道板與陽極端燃料供應當量比對單電池之影響。並且以單電池為設計基礎發展出類雙極板結構之壓電式質子交換膜燃料電池雙電池組，此燃料電池雙電池組總反應面積為8cm2，連接方式為雙電池內側陰極對陰極並共用一片壓電片在陰極內部，而陽極則分別位於最外兩側。雙電池組實驗則為兩顆單電池的並聯與串聯，還有雙電池組氫氣進氣方式不同對性能的影響。經由單電池實驗結果得知，陽極相對濕度為34.5％性能表現佳；氫氣當量比為1.2 時，即擁有足夠燃料以進行反應，同時避免濃度極化；壓電片的操作頻率在60Hz 時燃料電池有最佳的淨輸出功，陽極流道板的設計對單電池而言並不會有顯著的影響。而由雙電池實驗結果得知，因壓電片振幅不對稱，導致空氣進入陰極腔體的流量不同，造成壓電式質子交換膜燃料電池雙電池組中的兩顆單電池會有不同的性能表現；對於陽極端不同進氣方式而言，兩進兩出與一進一出所能輸出之最大功率密度分別為0.142W/cm2 與0.132W/cm2。
參考文獻
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