運用尺度效應與材料表面特性之改質提昇奈微米管電動力電池之效能

Efficiency Enhancement for Electrokinetic Battery by Scale Effect and Surface Modification in Nano and Microchannel

連城廣(Chen-Kuang Lien)

指導教授 ： 曾繁根 ； 錢景常

國立清華大學/原子科學院/工程與系統科學系/碩士(2008年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2008.00429

摘要

本研究利用微機電製程開發具有微流道之元件，以液壓驅動流體方式，將機械能轉換成電能。轉換電能所應用之原理為電雙層(electrical double layer)理論以及電動力學(electrokinetics)中的流動電位(streaming potential)原理。由理論推導，以參數ρe體積電荷密度(volume charge density)和Rstr流動電阻率(streaming resistance)來進行理論與實驗的分析，可以直觀有效地判斷電池效能轉換的變化。從理論與實驗結果發現，藉由尺度效應對電雙層的影響，隨著流道高度下降配合適當離子濃度能達到電池效率的提昇，當流道高度下降至600nm，KCl濃度為10-5M時，最高效率可達0.6％。此外，在奈米流道(550∼600nm)尺寸下，依據表面修飾FOTS和HMDS以及增加pH值的實驗結果，表面電阻受表面電荷的影響較不敏感，但可以確實的影響ρe體積電荷密度的增加或下降，產生效率轉換的變化，使用KOH提高pH至9.5時，能將同濃度KCl的能量轉換效率提昇2.4倍達0.96%。

關鍵字

電雙層 ； 電動力學 ； 流動電位

並列摘要

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並列關鍵字

HASH(0x1bb42aa0) ； HASH(0x1bb42b40) ； HASH(0x1bb42be0)

參考文獻

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