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    多孔矽應用於微型直接甲醇燃料電池之擴散層暨觸媒載體之研製
    (2008) 賴昶均; Chang-Chung Lai
    隨著科技的進步與環保意識的高漲，人類亟需一種乾淨、無汙染的能量來源，以應用於現今生活中不可或缺的可攜式電子產品。 直接甲醇燃料電池(DMFC, direct methanol fuel cell)被視為最有潛力，將取代目前鋰電池之下一代能源裝置。它具有操作溫度低，啟動速度快，能量密度高，燃料攜帶方便，燃料取得容易等優點。因此，本研究希望將燃料電池微型化，嘗試製造DMFC (micro DMFC)，並簡化其組成元件，降低製造成本，以實現整合於可攜式電子產品中的可能性。 本研究分為四大實驗項目：(1) 利用TMAH溶液與添加劑所調配之蝕刻液，進行具凸角保護特色的流道製備；(2) 製造與流道相銜接的多孔矽層，取代碳紙於DMFC中擴散層角色；(3) 比較多孔矽擴散層厚度對DMFC性能之影響；(4) 比較DMFC分別以多孔矽與碳紙做為擴散層之性能差異。 實驗結果顯示，本實驗以廉價的TMAH濕蝕刻技術，添加特殊界面活性劑，成功製造出具凸角蝕刻抑制的375 m深流道結構；此外，厚度高達300 m，且互相聯通的多孔矽擴散層，已藉由光輔助電化學蝕刻 (PAECE, photo-assist electrochemical etching ) 製程實現，並成功的與流道相銜接，達到簡化DMFC結構的目的。 實驗結果顯示，具多孔矽擴散層深度為225 m 的微型甲醇燃料電池，其最大開路電壓為387mV；最大電流密度為1.828 mA/cm2；最大功率密度為0.142 mW/cm2，與具碳紙擴散層的對照組性能(0.150mW/cm2)表現不相上下。多孔矽取代碳紙於微型燃料電池之擴散層應用將指日可待。 關鍵字：燃料電池，甲醇，多孔矽，擴散層。