【摘 要】
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目前一般质子交换膜燃料电池是使用Nafion或与其近似之质子交换膜为电解质.此等质子交换膜之一般操作温度是以不超过80℃为宜,且由于其需要充份吸含水份方具有较佳之传输质子
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目前一般质子交换膜燃料电池是使用Nafion或与其近似之质子交换膜为电解质.此等质子交换膜之一般操作温度是以不超过80℃为宜,且由于其需要充份吸含水份方具有较佳之传输质子性能,因此当电池内部之水蒸气压高于水之饱和蒸气压,则液态水在电池内部形成是无法避免.电池操作时,水是在其阴极产生,当水由阴极往阳极移动之逆扩散(backdiffusion)速率较水由阳极往阴极移动之电迁移(electro-osmosisdrag)速率低时,位于阳极的水亦将往阴极移动.基于前述两因素,当电池操作于高电流密度输出时,其阴极非常容易发生严重淹水现象.使用空气对阴极而言是最低成本之进气,然而其中氧气仅约占空气组成之1/5,这使得当阴极发生严重淹水现象时,氧气在阴极内部输送将遭逢严重阻力,此阻力将随空气中氧气之消耗而迅速增强.本篇论文利用理论数学模型,针对质子交换膜及阴极气体扩散层之特性对阴极内部水管理及氧气输送影响进行分析探讨.根据此分析结果,阐明质子交换膜燃料电池进行有效水管理之基本对策。
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