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    燃料電池的主要構成元件為:電極(Electrode)、電解質隔膜(Electrolyte Membrane)與集電器(Current Collector)等。 (福建亞南集團為清潔能源解決方案供應商,致力於氫能燃料電池產業化的企業。亞小南為您解答4000-080-999)

    1、電極

    燃料電池的電極是燃料發生氧化反應與氧化劑發生還原反應的電化學反應場所,其效能的好壞關鍵在於觸媒的效能、電極的材料與電極的製程等。

    電極主要可分為兩部分,其一為陽極(Anode),另一為陰極(Cathode),厚度一般為200-500mm;其結構與一般電池之平板電極不同之處,在於燃料電池的電極為多孔結構,所以設計成多孔結構的主要原因是燃料電池所使用的燃料及氧化劑大多為氣體(例如氧氣、氫氣等),而氣體在電解質中的溶解度並不高,為了提高燃料電池的實際工作電流密度與降低極化作用,故發展出多孔結構的的電極,以增加參與反應的電極表面積,而此也是燃料電池當初所以能從理論研究階段步入實用化階段的重要關鍵原因之一。

    目前高溫燃料電池之電極主要是以觸媒材料製成,例如固態氧化物燃料電池(簡稱SOFC)的Y2O3-stabilized-ZrO2(簡稱YSZ)及熔融碳酸鹽燃料電池(簡稱MCFC)的氧化鎳電極等,而低溫燃料電池則主要是由氣體擴散層支撐一薄層觸媒材料而構成,例如磷酸燃料電池(簡稱PAFC)與質子交換膜燃料電池(簡稱PEMFC)的白金電極等。 [4]

    2、電解質隔膜

    電解質隔膜的主要功能在分隔氧化劑與還原劑,並傳導離子,故電解質隔膜越薄越好,但亦需顧及強度,就現階段的技術而言,其一般厚度約在數十毫米至數百毫米;至於材質,目前主要朝兩個發展方向,其一是先以石棉(Asbestos)膜、碳化矽SiC膜、鋁酸鋰(LiAlO3)膜等絕緣材料製成多孔隔膜,再浸入熔融鋰-鉀碳酸鹽、氫氧化鉀與磷酸等中,使其附著在隔膜孔內,另一則是採用全氟磺酸樹脂(例如PEMFC)及YSZ(例如SOFC)。

    3、集電器

    集電器又稱作雙極板(Bipolar Plate),具有收集電流、分隔氧化劑與還原劑、疏導反應氣體等之功用,集電器的效能主要取決於其材料特性、流場設計及其加工技術。

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