燃料電池中CO毒化行為的紅外光譜分析

Infrared spectrum analysis to the behavior of CO poison on fuel cell

陳彥仲(yuan-chung chen)

指導教授 ： 林昇佃

元智大學/工程學院/化學工程與材料科學學系/碩士(2001年)

摘要

中文摘要
本研究設計一組能在電化學反應條件下，進行電極觸媒表面紅外光譜(IR)分析之裝置，藉以了解燃料電池用的陽極觸媒電極受CO吸附毒化程度之機制。經電化學及表面紅外光譜測試，確定所設計製作的陽極半電池(Half Cell)反應室，皆符合功能要求並具有再現性與可信度。
此系統的IR分析結果顯示，觸媒電極在接觸低濃度CO後，在短時間內即接近吸附飽和，而觸媒電極在潤濕狀態下的CO吸附強度較乾燥電極來得弱，且當電極溫度由室溫提高至80℃，會導致CO吸附頻率略向低波數偏移，顯示在較高溫時吸附鍵結能量減少。另外，由CV (Cyclic volt- ametry)圖譜分析，顯示CO吸附會造成觸媒電極氫吸附量減少，致能活化H2之觸媒面積相對減少。
　　本研究在CO吸附時控制電極電位，以探討觸媒表面吸附的氫對CO吸附特性影響，發現在表面有吸附氫狀況下，Pt-H仍會與CO形成PtCO吸附物，而在電極表面不含吸附氫(在氫脫附電位)下吸附，電極表面CO之吸附可以取得較穩定的吸附位置。這些表面CO的吸附強度會隨正掃描電位增加而稍略提高，不過即使正掃描電位高達1.5V(vs.RHE)，也沒有CO2的訊號生成。顯示這些表面CO不易行電氧化反應。但若是在持續通入1% CO/He環境下進行正掃描，在電位0.85至1.25V（vs.RHE) 間，可見有一明顯氧化電流，且IR圖譜顯示有CO2產生，不過IR圖譜中的CO訊號強度都維持定值，懷疑這些氧化電流是由較弱吸附的CO所造成。

關鍵字

白金觸媒 ； 紅外線光譜 ； 循環伏安法 ； CO 吸附 ； 電氧化反應

並列摘要

無資料

並列關鍵字

Pt/C catalyst ； Infrared spectrum ； Cyclic voltametry ； CO adsorption ； electro-oxidation reaction

參考文獻

(1994)

10. W.Hong,Chun-Chian Lin,Edison Sensor Technology Center,

J.(eds),Solid State Protonic Conductors Cinductirs 2,

1. R.P. Eischens and W.A. Pliskin,Infrared Spectra of Absorbed

(1996)