清大研發「原子級觸媒」 鹼性燃料電池效能大躍進
列印


2019-04-04 11:50

〔記者王駿杰/新竹報導〕不少科學家近年都積極研發可用在電動車等環保先進產業的燃料電池,國立清華大學工程與系統科學系教授陳燦耀從清洗眼鏡的超音波機得到靈感,利用超音波在材料表面打出極細小的孔洞,再把作為觸媒的白金「鑲嵌」上去,失敗數百次後,終於做出更穩定、耐久、比奈米還小的「原子級觸媒」,效率可提升3倍以上,奠立下一代鹼性燃料電池的新里程碑。

陳燦耀指出,燃料電池是透過氧化還原反應把燃料中的化學能轉換成電能的發電裝置,因發電過程中只產生水跟熱,不像燒煤等石化燃料會產生大量廢氣汙染,被視為綠色能源的新希望。

其中,鹼性燃料電池的發電效率及安全性又比酸性電池來得高,但投入鹼性燃料電池研究者比酸性少很多,主要是觸媒研發難以突破。

陳燦耀說,影響觸媒效率的因素很多,大小是很重要的一項,同樣體積的觸媒顆粒愈小、表面積愈大,氧化還原的活性愈高;但粒子太小就不穩定,效能很快就會衰退,他以超音波震盪機清洗眼鏡為啟發,設想在失敗了數百次,耗費無數實驗樣品後找到讓鹼性燃料電池陰極觸媒,同時保持氧化還原高活性與高穩定度的金鑰。

陳燦耀說,最終完成的白金原子觸媒使用的貴金屬白金量只要1%,比一般商用觸媒的35%要低的多,此外,相較於傳統觸媒使用1週後效能即逐步衰退,原子級觸媒在電流強度提高10倍、質量電流密度提高30倍的情況下,連續工作8個月(超過32萬次電壓循環)效率都不會衰退,他將繼續推進研究,做出更小、效率更高的「量子級觸媒」。

  • 清大工科系教授陳燦耀研發出「原子級觸媒」,奠立下一代鹼性燃料電池的新里程碑。(清大提供)

    清大工科系教授陳燦耀研發出「原子級觸媒」,奠立下一代鹼性燃料電池的新里程碑。(清大提供)

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