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Plug Power燃料电池公司专利概览 - 上海情报服务平台
Jan 16, 2014 - Plug Power公司（中文译为普拉格力公司）是一家发展制造并整合各项燃料电池系统的美国公司。从1997年起公司主要利用质子交换膜燃料电池进行 ...Plug Power燃料电池公司专利概览-- 上海情报服务平台
Jan 16, 2014 - Plug Power公司（中文译为普拉格力公司）是一家发展制造并整合各项燃料电池系统的美国公司。从1997年起公司主要利用质子交换膜燃料电池进行 ...Plug Power, Inc.(PLUG)-公司介绍-美股行情-行情中心-和讯网
公司代码: PLUG; 公司名称: --; 英文名: Plug Power, Inc. 所属交易所: 纳斯达克 ... 公司概述: Plug Power Inc.主要设计和开发利用质子交换膜燃料电池制造的能源产生 ...Plug Power, Inc.(PLUG)-美股行情-行情中心-和讯网
Plug Power, Inc.(NASDAQ:PLUG): (币种：美元； 此页行情延时15分钟) 颜色配置： ... Plug Power Inc.主要设计和开发利用质子交换膜燃料电池制造的能源产生系统。燃料电池主要概念股一览- 南方财富网
3 days ago - 提升燃料电池生产商Plug Power的目标价至5.5美元(原价5美元)。 ... 最新消息称投行Cowen and Co. ... 能源逆市大涨，燃料电池的成本主要是两块，一块是铂触媒，占据成本的40%，另一块是质子交换膜，占据燃料电池成本的35%。 上一篇： 知音人才风采齐志刚 - 黄鹤英才网
Oct 7, 2013 - ... 的著名企业H Power Corp., Plug Power Inc., MTI Micro Fuel Cells Inc.及中国的武汉银泰科技燃料电池有限公司从事和领导质子交换膜燃料电池、 ...美国燃料电池发展现状——中西部地区（连载五） | 中国氢能源网
Jul 14, 2011 - 俄亥俄州已经安装了Relion公司生产的功率为1kW的质子交换膜燃料电池组， ... 一台Plug Power公司生产的5kW的燃料电池以这些沼气作为燃料来为整个 .... 能源转换设备公司(Energy Conversion Devices, Inc.)是一家燃料电池制造 ...燃料电池发电技术（4） - 北京清能华通科技发展有限公司
在美国，Plug Power公司是最大的质子交换膜燃料电池开发公司，他们的目标是开发、制造 ... Research Corporation）（现为Fuel Cell Energy Inc.）和M-C Power公司。- [PDF]
第參篇_我國重點能源科技研發動向及策略 - 經濟部能源局
質子交換膜燃料電池使用固態電解質膜，用以傳導氫質子，並使用白金(Pt)作. 為電極觸媒，這種 .... 展其專用電池組，如美國Plug Power、IdaTech、Altergy；加拿大Ballard、 ... 作，提供1kW co-generation專用燃料電池，裝載於燃料電池熱電共生(CHP,. 加拿大动力电池发展综述 - 中国国际贸易促进委员会驻加拿大代表处
Nov 25, 2011 - 加拿大是全球研发燃料电池起步较早的国家，虽然加拿大没有自己民族（国家）品牌的汽车，但 ... 加拿大另一项领先的技术是在PEMFC领域，加拿大最大的电池生产商之一Ballard Power Systems Inc.公司在全球的燃料电池，特别是氢能驱动的质子交换膜燃料电池（PEMFC)领域的 ... Plug Power, Inc. Plug Power, Inc.
質子交換膜燃料電池結構與運作原理
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篇名
質子交換膜燃料電池結構與運作原理
作者
胡雅棻。高雄市立高雄女子高級中學。ㄧ年三班
質子交換膜燃料電池結構與運作原理
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壹、前言
能源是一切經濟活動的動力來源，與社會經濟發展息息相關。至目前為止，全
球能源來源有化石能源〈如石油、天然氣等〉、水利、地熱、核能、太陽能等，
其中以化石能源的應用比例最高。但化石是能源在燃燒後卻有會產生二氧化
碳、硫氧化物、氮氧化物等的缺點，以往在一味追求經濟成長的情況下，大量
的使用此能源，後果則是嚴重的空氣污染和溫室效應，如何抑制溫室氣體排放
成為國際間極重視的問題。因此許多無污染的新能源就此被開發，以燃料電池
的發展最為重視。有著燃料取得容易、用途廣、發電效率高，以及技術發展日
趨穩定的優點，燃料電池無疑成為清潔的新能源中的寵兒。雖然燃料電池多達
六種，但考慮其本身的特性和應用上的優缺點等，大多數國家都是選定少數幾
種作深入研究。本文探討現今最受矚目的質子交換膜燃料電池〈Proton
exchange membrane fuel cells – PEM〉其結構與運作原理。
質子交換膜燃料電池結構與運作原理
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貳、正文
一、結構與運作原理
01.結構
質子交換膜燃料電池結構與運作原理
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質子交換膜燃料電池又可稱為高分子電解質燃料電池或固態高分子電解質燃
料電池。由質子交換膜、陰極和陽極所組成的組件稱之為膜電極組體。
質子交換膜燃料電池一般由11 層結構所組成，最中間那一層是傳輸質子的電
解質膜，也就是質子交換膜。在質子交換膜兩側是觸媒層，是由鉑╱碳、鉑╱
釕╱碳等觸媒粉粒、碳粉、Nafion、鐵弗龍所製成，陽極與陰極的電化學反應
分別在這兩層中進行，陰極和陽極材料皆以鉑為主要觸媒，將鉑分布在具導電
性高表面積的碳黑載體上。近來拜奈米科技之賜，將只有數奈米的鉑鍍在碳黑
或碳粉上，不僅大幅降低鉑的使用量，並且使能量密度得以大幅提升。
緊鄰膜電極組體的元件稱為氣體擴散層，該層通常大都使用低孔隙度的疏水性
碳紙或碳布為材料，以避免水分阻塞氣體通道，妨礙燃料或氧化劑由雙極板流
至觸媒層，陽極與陰極的反應物即經由這兩層擴散至觸媒反應層，而生成物亦
可經由這兩層擴散排出。
在兩層擴散層外側各有一層流場板，大都使用碳板、金屬板或複合石墨纖維板
加工而成，在擴散層的一側都有氣體導流槽，陽極與陰極的反應物與生成物即
經由這兩層流場板進出燃料電池。在流場板外側有導電板，作用是收集電子並
將其經由外線路傳送至負載。最外層有兩片壓板，用以固定鎖緊整個電池組。
質子交換膜燃料電池結構與運作原理
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02.運作原理
質子交換膜燃料電池發電原理為氫氣經由氣體流道進入電池組，經由擴
散層，與觸媒層中之白金觸媒作用後，氧化為氫離子並釋出電子。以上
為陽極之電化學半反應。此半反應的兩種產物（氫離子及電子），再以
兩種不同方式輸送至陰極。氫離子受到電滲透力驅策，以一個氫離子伴
隨數個水分子的方式，經由電解質層（質子交換膜）輸送至陰極觸媒層。
電子則因電位差的緣故，經由導電層在外電路作功之後輸送至陰極觸媒
層。氫離子、電子、加上由陰極氣體流道輸送來的氧氣，藉由陰極觸媒
層的白金催化，進行陰極半反應而產生水。總反應為氫氣和氧氣反應，
產生水及電力和熱。理論可逆電壓為1.234 伏特，但因為過電位及內電
阻使得其一般的工作電位約為0.7 伏特左右。其中，陰極半反應之反應
速率為陽極半反應之一萬倍。反應速率決定步驟(rate determined step)
在陰極的半反應。下列為陰陽極之半反應及總反應式。
陽極半反應： H2a2H++2e
陰極半反應： 2H++1/2O2+2eaH2O
總反應： H2+1/2O2aH2O ΔE=1.234V(實際0.6~0.7V)
質子交換膜燃料電池結構與運作原理
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03.圖片、圖表比較
質子交換膜燃料電池
(PEMFC))
電池種類
磷 酸
(PAFC)
熔融碳酸鹽
(MCFC)
固態氧化物
(SOFC)
鹼 性
(AFC)
質子交換膜
(PEFC)
電解質
H3PO4
Li2CO3-K2CO3
ZrO2
KOH
含膜氟質子交換
陽極
C(含Pt)
Ni(含Cr，Al)
金屬(Ni，Zr)
C(含Pt)
C(含Pt)
陰極
C(含Pt)
NiO
金屬La氧M化nO物4如
C(含觸煤)
C(含Pt)、鉑黑
可用燃料
天然氣輕、油甲 醇、天然石氣油、、煤甲醇碳、 天然石氣油、、煤甲醇碳、 副精煉產氫氫氣氣 、電解天醇然、氣汽、油甲
質子交換膜燃料電池結構與運作原理
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池體材料
石墨 鎳、不鏽鋼 陶瓷 合成樹脂 石墨 特 性
12..致廢進觸熱氣媒可中中予CO毒利會。用導。 12.不.反受應進時響氣需 C循O環影3.廢使熱用可C利O2用。。
12..不高受溫反進響應氣 ，C不O需影依3.廢賴熱觸作可煤用利的。用特 。殊
12氫..低需氣使腐做用蝕為性高燃及純料低度。 料溫。較 易選擇材
高1，重.功體量率積輕密小。度 ， 低2.低溫擇腐，材蝕較料性易。及選 優 點
1.對CO2不敏感 12..可可用用化天空劑氣然 作氣或氧甲烷 作燃料
12..可可用用化天空劑氣然 作氣 或氧作甲燃烷料
12作..啟室 動溫常快壓 下工2.可1氧.用壽化空命劑氣長 作 3.4室.功溫率工大作 6.5輸隨.啟出意動功調迅率整速可 缺 點
21..工對作CO溫敏度感高 輸4.低出3于時.成峰性本值能高功下 率降
工作溫度較高 工作溫度過高 12化..成需劑以本 純高 氧作氧12.對.反C應O感物非 需常要敏加濕
質子交換膜燃料電池結構與運作原理
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參、結論
回想由舊工業革命到現在的科技發展的過程，地球生態環境產生相當大的影
響，其包括工業廢棄物、環境污染（包括空氣、水、土壤、噪音等污染），所
以環保意識的抬頭，以及人們對環保觀念的認知已日趨成熟，低污染的技術尤
其被重視。燃料電池的技術，就符合了乾淨、有效率而且安靜的電力來源，不
僅對能源的來源提供了一種新的產生方法，亦在環境保護的工作上給未來新科
技的誕生作了一個最佳的模範。隨著石化能源的日漸枯竭，人類除了應更加善
用現有能源外，未雨綢繆之計，開發更環保的能源儲存及能源轉換的技術實為
當務之急。在石化能源使用殆盡後，使用氫能源的時代隨之來臨，而低溫型的
質子交換膜燃料電池，為最具潛力的能源轉換方式。國內發展燃料電池已有一
段時間，工研院能資所與中科院材料暨光電研究所的研究重點均集中在質子交
換膜燃料電池上；台電在一九九五年也設立了一座磷酸燃料電池發電站，進行
長期操作測試。其他的學術研究單位，包括台大、成大與元智等都有相當的研
究人力投入。國科會更在去年九月初接受燃料電池的研究計畫申請，將會大幅
提升國內在這個主題上的研究動力。
質子交換膜燃料電池結構與運作原理
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肆、引註資料
註一、鄭耀宗著，現場型磷酸燃料應用於大用戶之可行性研究，1995。
註二、Fuel Cell Handbook，fifth edition ，2000。
註三、左峻德，燃料電池之特性與運用， 2001。
註四、全國碩博士論文資訊網
http://etds.ncl.edu.tw/theabs/index.jsp
註四、科普知識
http://www.nsc.gov.tw/_newfiles/popular_science_top.asp
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