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導電性高分子聚苯胺應用於燃料電池膜電極組之研究

為了解決lamy維修的問題，作者張智翔 這樣論述：

本研究旨在探討聚苯胺奈米纖維修飾氣體擴散電極，並探討聚苯胺的摻雜條件與修飾方法對直接甲醇燃料電池性能的影響。首先，由FTIR及UV–Vis光譜進行結構確認，摻雜後的聚苯胺奈米纖維為具有良好導電性的鹽式ES態（emeraldine salt）聚苯胺，並以電子顯微鏡確認聚苯胺的奈米纖維型態。繼之，探討聚苯胺奈米纖維佈置於陽極氣體擴散電極中的不同位置，分別為將聚苯胺置於：(1)觸媒層與質子交換膜間，(2)觸媒層內，以及(3) 觸媒層與氣體擴散層間。由循環伏安（Cyclic Voltammetr, CV）實驗結果可知，將聚苯胺奈米纖維佈置於觸媒層與氣體擴散層間最能增進觸媒氧化甲醇能力，並降低觸媒的一

氧化碳毒化問題。將修飾聚苯胺電極組裝成膜電極組量測甲醇滲透電流（Methanol cross-over current），結果證實修飾聚苯胺奈米纖維的電極確實可以降低MEA甲醇滲透。進一步比較不同聚苯胺摻雜酸種類的影響，結果顯示樟腦磺酸摻雜聚苯胺奈米纖維修飾後的電極具有最大輸出功率，硫酸摻雜效能次之。但隨摻雜酸濃度增加，樟腦磺酸摻雜聚苯胺的導電度並無明顯上升，而硫酸摻雜聚苯胺的導電度明顯上升，且硫酸摻雜聚苯胺在甲醇水溶液中具有較佳的安定性。 因此，選定硫酸進行聚苯胺摻雜度的測試，發現在低濃度甲醇操作條件下，電流密度隨硫酸摻雜度上升而些微提升；但在高濃度甲醇操作條件下，高硫酸摻雜度反而造成電池性

能明顯下降。進一步將聚苯胺聚合在碳黑上進行氣體擴散電極修飾，電池性能可進一步改善。