https://scholars.lib.ntu.edu.tw/handle/123456789/62579
DC 欄位 | 值 | 語言 |
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dc.contributor | 蘇金佳 | en |
dc.contributor | 臺灣大學:機械工程學研究所 | zh_TW |
dc.contributor.author | 陳仕霖 | zh |
dc.contributor.author | Chen, Shi-Lin | en |
dc.creator | 陳仕霖 | zh |
dc.creator | Chen, Shi-Lin | en |
dc.date | 2005 | en |
dc.date.accessioned | 2007-11-28T07:58:52Z | - |
dc.date.accessioned | 2018-06-28T17:07:58Z | - |
dc.date.available | 2007-11-28T07:58:52Z | - |
dc.date.available | 2018-06-28T17:07:58Z | - |
dc.date.issued | 2005 | - |
dc.identifier | zh-TW | en |
dc.identifier.uri | http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/61347 | - |
dc.description.abstract | 摘要 在現今能源需求越來越多的時代裡,燃料電池的發展確是一項非常重要的能源科技,而其中又以直接甲醇燃料電池(DMFC)以甲醇水溶液和氧氣作為反應物之化學反應為最安全,因其沒有氫氣爆炸的危險,且其陽極反應物體積較小,攜帶方便,非常適合用於個人隨身電子產品,其在未來應用潛力無窮,近年來相關研究蓬勃發展。 本實驗為提升DMFC性能,以四種不同的電池陰極流道形狀,其為蛇形流道(Serpentine Flow Field,SFF)、交叉流道(Interdigitated Flow Field,IFF)、棋盤流道(Grid Flow Field,GFF)、平行流道(Channel Flow Field,CFF),再透過電池兩側反應物濃度變化為操作變數,來觀察DMFC的電壓-電流(I-V)與電功率-電流(I-P)的關係。其中,電池兩側反應物的流量、壓力與溫度在本實驗中為控制變數。 由實驗結果得知,電池陰極端流道形狀變化對DMFC的影響,只有在當電池之陽極甲醇濃度較低(如1M),而陰極氧氣濃度較高(如純氧)時較有顯著的變化,如此時本實驗中的交叉流道(IFF)對電池的性能提升有顯著的效果,電功率密度達到4.068mW/ cm²。但陽極甲醇濃度的改變對陰極交叉流道也有相當的影響,進而間接也影響直接甲醇燃料電池的性能效率。本實驗中,亦透過探討流道孔隙率與流道路徑關係對DMFC的性能影響。由實驗結果得知,流道面積比(流道孔隙率)對DMFC的性能影響較小,而流道的路徑關係對DMFC的性能影響卻較大,如當達到上述實驗條件時,IFF之最大電功率密度值(4.068mW/ cm²)大於GFF之最大電功率密度值(3.06mW/ cm²),但是IFF孔隙率(67%)小於GFF孔隙率(84%)。由此得知,要設計一能有效提升DMFC性能之流道形狀,其首重因素為流道在質子交換膜(MEA)的作用面積下之流道路徑,而不是增加流道面積比(孔隙率)。 | zh_TW |
dc.description.tableofcontents | 目錄 內容 頁次 中文摘要.........................................I 英文摘要.......................................III 目錄........................................V 表目錄.........................................VIII 圖目錄...........................................IX 符號說明........................................XI 第一章 緒論.....................................1 1-1 前言......................................1 1-2 研究目的..................................2 1-3 燃料電池的由來............................3 1-4 燃料電池的種類............................4 1-5 直接甲醇燃料電池的工作原理................6 第二章 文獻回顧..................................8 第三章 實驗設備與過程.........................13 3-1 電池組系統...............................13 3-1.1 膜極組.....................................13 3-1.1.1質子交換膜.................................14 3-1.1.2陽極(甲醇)、陰極(氧氣)側作用層..............14 3-1.1.3陽極(甲醇)、陰極(氧氣)側擴散層..............16 3-1.2 雙極流道板.................................17 3-1.2.1流道板材料的選擇...........................17 3-1.2.2流道設計...................................17 3-1.3 集電銅片...................................19 3-1.4 鋁製壓力端板...............................20 3-1.5 防漏與絕緣墊片.............................20 3-2 甲醇系統(陽極側).........................21 3-2.1 甲醇儲存槽.................................21 3-2.2 甲醇壓力泵.................................22 3-3 氧氣及空氣系統...........................22 3-3.1 氧氣系統...................................22 3-3.2 空氣系統...................................23 3-4 量測系統..................................23 3-4.1 壓力計.....................................23 3-4.2 流量計.....................................24 3-4.3 電子式負載計...............................24 3-4.4 周圍配管接頭...............................24 3-5 實驗過程.................................25 3-5.1 流道組合對電池性能之影響...................25 3-5.2 甲醇水濃度對電池性能之影響.................25 3-5.3 氧氣濃度對電池性能之影響...................26 3-5.4 量測電壓與電流關係.........................26 3-5.5 實驗變數設定...............................27 第四章 實驗結果與討論......................29 4-1 電位影響..................................30 4-2 電功率影響...............................34 4-3 最大電功率密度與平均值之比較.............36 第五章 結論與建議.............................39 5.1 結論.....................................39 5.2 建議.....................................41 參考文獻........................................43 附表.............................................46 附圖.............................................49 附錄A 誤差分析................................70 | zh_TW |
dc.format.extent | 1323155 bytes | - |
dc.format.mimetype | application/pdf | - |
dc.language | zh-TW | en |
dc.language.iso | en_US | - |
dc.subject | 直接甲醇燃料電池 | en |
dc.subject | Direct Methanol Fuel Cell | en |
dc.title | 不同雙極板流道組合對直接甲醇燃料電池的性能影響 | zh |
dc.title | Experimental Study of the Effect by Using Differential Couples of Flow Fields of Bipolar Plates on the Performance of DMFC | en |
dc.type | thesis | en |
dc.identifier.uri.fulltext | http://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/61347/1/ntu-94-R91522310-1.pdf | - |
dc.relation.reference | 參考文獻 1. Philip L. Hentall, J. Barry Lakeman, Gary O. Mepsted, and Paul L.Adock “New material for polymer electrolyte membrane fuel cell current collectors,” Power source, 80, 1999. 2. Adamson, K.A. and Pearson, P., “Hydrogen and methanol: a comparison of safety, economics, efficiencies and emissions,” Journal of Power Source 86(2000)548-555. 3. Van Nguyen, Trung. , "A Liquid water management atrategy for PEM fuel cell stacks" J. Electrochem. Sec. 143(1996)L103. 4. Aricò, A.S.; Cretì, P.; Baglio, V.; Modica, E.; Antonucci, V. "Influence of flow field design on the performance of a direct methanol fuel cell" Journal of Power Sources 91(2000)202-209. 5. John-HO., Kang. "Effect of various stack parameters on temperature rise in molten carbonate fuel cell stack operation" Journal of Power Sources 90(2000)178-184. 6. Hontañón, E.; Escudero, M.J.; Bautista, C.; García-Ybarra, P.L.; Daza, L. "Optimisation of flow-field in polymer electrolyte membrane fuel cells using computational fluid dynamics techniques" Journal of Power Sources 86(2000)363-368. 7. Dohle, H.; Jung, R.; Kimiaie, N.; Mergel, J.; Müller, M. "Interaction between the diffusion layer and the flow field of polymer electrolyte fuel cells—experiments and simulation studies" Journal of Power Sources 124(2003)371-384. 8. Tüber, K.; Oedegaard, A.; Hermann, M.; Hebling, C. "Investigation of fractal flow-fields in portable proton exchange membrane and direct methanol fuel cells" Journal of Power Sources 131(2004)175-181. 9. B. T. TAN, M. C. Thompson and K. Hourigan "Flow past rectangular cylinders:receptivity to transverse forcing " J. Fluid Mech. 515(2004)33-62. 10. Maharudrayya, S.; Jayanti, S.; Deshpande, A.P. " Pressure losses in laminar flow through serpentine channels in fuel cell stacks " Journal of Power Sources 138(2004)1-13. 11. Shimpalee, S.; Greenway, S.; Spuckler, D.; Van Zee, J.W. " Predicting water and current distributions in a commercial-size PEMFC " Journal of Power Sources 135(2004)79-87. 12. Lu, G.Q.; Wang, C.Y. " Electrochemical and flow characterization of a direct methanol fuel cell " Journal of Power Sources 134(2004)33-40. 13. 侯人友,流動變數與螺栓扭矩對DMFC性能影響之研究,台灣大學碩士論文,民國93年。 14. 莊雲羽,質子交換膜燃料電池組之製作與性能最佳化研究,中山大學碩士論文,民國92年。 15. 李軒誠,質子交換膜燃料電池研究-MEA的製程與應用,中山大學碩士論文,民國90年。 | zh_TW |
item.openairecristype | http://purl.org/coar/resource_type/c_46ec | - |
item.openairetype | thesis | - |
item.languageiso639-1 | en_US | - |
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item.cerifentitytype | Publications | - |
item.fulltext | with fulltext | - |
顯示於: | 機械工程學系 |
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