以中孔?毛球型碳材為質子交換膜燃?電池陰極觸媒擔體之研究

Translated title of the thesis: Fluffy Mesoporous Carbon as Cathodic Catalyst Supports for Proton Exchange Membrane Fuel Cell
  • 曹 恩馨

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本研究在?同pH 環境下製備中孔?碳粉,並以化學氣相沉積法成長?米 碳管,即為中孔?毛球形碳材,探討在?同中孔?碳粉種?下成長?米碳管而得的觸媒擔體對質子交換膜燃?電池之陰極觸媒對於氧氣還原之活性的影響。 其中中孔?毛球型碳材的?米碳管以強氧化劑部分拆?,使結構兼具?米碳管及石墨烯的特性,以期獲得高導電?及高活性面積的特性,使氧氣還原活性提升。而毛球型碳材代表?米碳管直接從碳粉主體生長,可增加碳材彼此之間的接觸點,亦可藉著?米碳管?結其他片碳材,?低介面阻抗,增加電子傳遞效?。 ?用半電池系統分析探討氧化鐵吸附方式和時間、氧化鐵懸浮液濃?、碳 管成長時間、乙炔濃?、?米碳管拆?對觸媒活性的影響,並比較在?同pH中孔?碳粉下的毛球型碳材,在?同氧化鐵溶液組成和乙炔濃?下對觸媒活性的影響。在氧化鐵吸附方式和時間條件中,以超音波震洗器和超音波細胞粉碎機?種儀器做吸附能?差?的比較,吸附時間分為第一階段的分散氧化鐵?米?子集團,和第二階段的中孔?吸附氧化鐵?米?子。震洗器和粉碎機的能?體積密?相差480 倍,當震盪時間過久或者瓦?過高時,?會使氧化鐵?米?子集團過?聚集而堵?孔?結構,造成表面積下?及質?活性下?。在氧化鐵懸浮液濃?的條件中,探討氧化鐵懸浮液體積和加入蒸餾水稀釋之後的總體積對觸媒活性的影響。當氧化鐵懸浮液體積越小,成長?米碳管的??越少;當總體積越大,?米碳管的分散?越高。在碳管成長時間的條件中,發現成長時間越長,質?活性有下?的趨勢。 以酸性製備中孔?毛球型碳材而言,當粉碎機設定在100 瓦,氧化鐵溶液 體積為1 ml,蒸餾水體積為10 ml,震盪的第一階段和第二階段皆為60 分鐘,碳管成長時間10 分鐘,乙炔濃?15%時,可以得到最高質?活性11 94 A/g Pt,是商用白?碳觸媒JM 的2 1 倍;以鹼性製備中孔?毛球型碳材而言,根據上述相同條件,亦可以得到最高質?活性7 72 A/g Pt,是商用白?碳觸媒JM 的1 4 倍。整體而言,酸性製備中孔?毛球型碳材可以得到較高的質?活性。
Date of Award2015 Aug 4
Original languageChinese
SupervisorMing-Chang Yang (Supervisor)

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以中孔?毛球型碳材為質子交換膜燃?電池陰極觸媒擔體之研究
恩馨, 曹. (Author). 2015 Aug 4

Student thesis: Master's Thesis