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高溫聚合物電解質膜燃料電池的性能改善方法

為了解決Vulcan 650的問題，作者施友益 這樣論述：

為了改善高溫聚合物電解質膜燃料電池（HT-PEMPC）的性能，對催化劑的性質和熱管理進行研究和探討。觸媒層（CL）的物理結構、性質和組成為影響其性能的最大因素，因它是發生電化學反應最重要的部分。藉由研究兩種類型的離子聚合物PTFE和PVDF，以及三種鉑濃度分別為10 wt％, 20 wt％和40 wt％Pt/C的，以研究出最佳的CL組合。而CL的最佳組合是10 wt％ Pt/C與PTFE離子聚合物，因為使用10 wt％ Pt/C，相較之下有最厚的CL，且Pt觸媒分佈具有更小的尺寸也更均勻，因此，電化學反應較容易進行。PTFE離子聚合物提供更高的氣體滲透性，因此氣體能大量擴散到工作區域。在0.

31 V 時產生的最大電流密度為0.62 A/cm2， 最大功率密度為190.15 mW/cm2。HT-PEMPC電堆的熱管理也很重要。將熱管應用於HT-PEMFC電池組，以改善工作區域上的熱分佈並降低整個電池組的溫度梯度。在測試之前進行模擬分析，實驗和模擬結果顯示出相似的趨勢，即熱管技術在工作區域提供了較低的溫差。在加熱和冷卻過程中，熱管均可產生比一般技術更低的溫度梯度。利用熱管技術實現的平均溫度為157.88℃，而普通技術為150. 05℃。在工作區域的溫度分佈也會影響電流密度。使用空氣冷卻技術可獲得平均電流密度為455.4mA/cm2，而利用熱管冷卻技術得到的平均電流密度為519.3 m

A/cm2。