直接甲醇燃料电池水穿透率之实验评估暨热电能量平衡之探讨.pdfVIP

行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告 直接甲醇燃料電池水穿透率之實驗評估暨熱電能量平衡之 探討 研究成果報告(精簡版) 計 畫 類 別 ： 個別型 計 畫 編 號 ： NSC 99-2221-E-149-008- 執 行 期 間 ：99年08月01日至 100年07月31日 執 行 單 位 ： 北台灣科學技術學院機械工程系 計 畫 主 持 人 ： 邱昱仁 計畫參與人員： 大專生-兼任助理人員：孫景侖 大專生-兼任助理人員：陳冠傑 報 告 附 件 ： 出席國際會議研究心得報告及發表論文 處 理 方 式 ： 本計畫涉及專利或其他智慧財產權，1年後可公開查詢 中 華 民 國 100 年 10月 17 日 國科會專題研究計畫結案精簡報告 NSC 99-2221-E-149-008 直接甲醇燃料電池水穿透率之實驗評估暨熱電能量平衡之探討 1 2 2 邱昱仁 、孫景侖 、陳冠傑 北台灣科學技術學院 機械工程系 1 2 計畫主持人， 兼任研究助理 國科會計畫編號 NSC-99-2221-E-149-008 摘要 必須設計燃料調控機制，隨之而來的就是水回收機 制，將陰極反應產生的水回收為陽極所用，可有效提 水熱管理對於燃料電池的效能和穩定性，具有 升DMFC的能量密度。 決定性的影響，由於水遷移行為相當複雜，既有文獻 針對個別燃料電池尚無法提供定性上甚至定量上的 水在 MEA內部的遷移行為，在學理中已有相當 定論，本文提出一個新的直接甲醇燃料電池(DMFC) 深入而廣泛的討論[3, 4] ，水管理技術是BOP控制策略 的熱電能量平衡模型，並利用較易量測的溫度、濕 裡的關鍵之一，將主要包括兩項議題：水平衡與水回 度、流率、以及電壓和電流，提供水穿透率和甲醇穿 收。例如：Ren 等人首先由實驗觀察質傳與電驅動力 透率的評估途徑，獲致重要成果：(1)實驗結果透過模 (electro-osmotic drag)對於水在MEA內部的遷移行為 型可以同時解出水穿透率以及甲醇穿透率 ，(2)利用陽 所造成的影響 [5, 6]，歸納出低電流密度時質傳行為主 極流道溫度梯度進行 DMFC燃料使用效率與燃料濃 導水遷移，高電流密度時則由電驅動力主導，同時定 度之估測 ，(3)量化分析系統內各物質對於熱電能量平 義水牽引係數(water drag coefficient)為水與質子傳遞 衡的影響程度。本文成果將可提供系統水熱管理設計 比例，一般介於2～5之間；He 等人則由流阻與壓差來 的重要資