瓩級水冷式質子交換膜燃料電池堆性能研究

Abstract

本研究中，吾人自行設計一組瓩級水冷式質子交換膜燃料電池堆，且進行不同實驗條件測試，包含:燃料氣體條件、入口水溫、入口水流率，進而了解此三個參數對於電池堆性能輸出與阻抗分析的影響。根據實驗結果進行定性化的檢視，且採用最佳的氣體供應參數，搭配適當的散熱條件，而使溫度分佈均勻性最佳者，做為此電池堆使用。由實驗結果顯示，於水流率5 L/min、水溫55?C、氫氣計量比1 5、空氣計量比3 0、增濕溫度為65?C操作下，能使該電池堆展現最佳的性能，而整體發電?率達1 431 W且其發電?率密度為694 8 mW/cm2，而最高發電效率達40 6%。 此外，由實驗結果可得知，於增加水溫與降低水流率條件下，電池堆的溫度較容易提升，而改善電化學反應之進行，故電荷轉移阻抗下降；然而，隨著電池堆溫度的提升，其歐姆阻抗則因薄膜較乾而上升。於低入口水流率下，溫度操作條件對電池堆的性能表現將有顯著之影響，其歸因於電池堆顯著的溫度分佈不均勻性，因此入口水溫的搭配操作尤為關鍵。

Date of Award	2015 Jul 17
Original language	Chinese
Supervisor	Wei-Hsiang Lai (Supervisor)