燃料電池膜與材料

固體氧化物燃料電池 (SOFC)

固體氧化物燃料電池使用固體氧化物電解質將負氧離子從燃料電池陰極傳導至陽極。我們的固體氧化物材料包括多種釓氧膜穩定氧化鋯 (YSZ)、镧鍶錳鐵 (LSM)、摻釓氧膜陶瓷 (GDC) 以及其他專為改善 SOFC 應用的耐用性與效能而設計的陶瓷材料。

質子交換膜 (PEM) 燃料電池

質子交換膜 (PEM) 燃料電池，也稱為聚合電解質膜燃料電池，可在相對較低的溫度 (~ 80 °C) 下運行。在 PEM 燃料電池中，聚合物膜將質子從陽極傳導至陰極，同時阻擋電子，利用水的電解來產生能量。

燃料電池元件

燃料電池裝置通常由多個燃料電池串聯組成，形成一個堆疊，從而增加總發電量。每個燃料電池都包含三個主要元件：兩個電極（陽極和陰極）以及導電電解質。在 PEM 燃料電池中，每個電極都是由浸漬有電催化劑的多孔、高表面面積材料組成，通常是鉑金或鉑金合金。

對於使用純 H₂ 的燃料電池，氫氣會在陽極分裂成質子和電子。質子通過電解質膜傳導，電子在膜周圍流動，產生電流。帶電離子（H⁺ 和 e^-）在陰極與氧氣結合，產生水和熱能。

燃料電池催化劑

鉑金在氫氧化方面表現出很高的活性，仍然是一種經常使用的電催化材料。燃料電池研究的一個主要領域是在不降低電池性能的情況下減少鉑金含量，從而提高設備的整體成本效益。透過使用在導電碳（738581,&b>上支撐的鉑金奈米顆粒製成的工程催化劑，可以實現這一目標。, 738549，以及 738557 ）。這些材料具有高度分散的奈米顆粒、高電催化表面面積 (ESA) 以及在高溫下顆粒生長極小的優點，即使在較高的鉑負載水平下也是如此。

含鉑合金適用於以特殊燃料來源運作的裝置，例如甲醇或重整酸（H₂、CO₂、CO 和 N₂）。 Pt/Ru 合金，例如，相對於純 Pt 電催化劑，它在甲醇氧化和一氧化碳中毒方面顯示出更高的性能。 Pt₃Co is another catalyst of interest (particularly for PEMFC cathodes) and has demonstrated enhanced performance for the oxygen reduction reaction as well as high stability. Vulcan^® XC72是一種介孔炭黑，用作催化劑支持物。它的高比表面積和優異的導電性有助於改善 PEMFC 的性能，以及在催化過程中調節催化劑納米粒子的大小。