近年來由於能源危機的產生,並且能源持續的消耗也造成自然環境的污染破壞,使得找尋可替代性的綠色能源成為人類的重要課題,其中直接甲醇燃料電池的前景頗被看好。而直接甲醇燃料電池目前還面臨許多問題有待解決,如甲醇燃料會透過膜向陰極滲透(crossover)造成電池電壓下降、甲醇燃料的浪費、甲醇氧化速率緩慢、電池的發電效率、水及熱管理等等…。因此建立一個準確而且計算方便的模型來描述燃料電池的運作情形,對電池的研發至為重要。 在本研究中,我們建構一個甲醇燃料電池的數學模型,並推導得出其解析解。在透過此模型中,我們考慮在恆溫操作下,甲醇燃料電池穩定運作時的物質平衡,並藉此得到電池的各種特性,包括各種物質(如燃料)在電池內部的濃度分佈及流通量(flux),電池的放電現象(完整的I-V極化曲線)以及電池的放電功率及操作效率,瞭解到對於不同純甲醇進料量時電池有不同的表現以及水分的管理。本模型與文獻中其他模型之最大不同之處,在於我們能夠計算甲醇燃料電池在未使用時(open circuit)的漏電情形。此模型所用到的參數(共43個),大多由電池的結構與操作條件決定,僅有7個(電子傳遞係數、材料界面電阻、孔隙度、觸媒層厚度、氧氣擴散係散)是透過迴歸實驗數據而得。我們用三種不同的實驗數據(包括不同的電池構造,不同的操作溫度及甲醇濃度),發現都可以得到很好的描述,證明此模型的可靠性。利用此模型,我們可以了解電化學反應、物質在電池中的質傳現象包括甲醇透過膜的滲透(crossover)、以及反應物在各電極層間的傳遞現象會如何影響電池的整體表現。這些知識將有助於我們尋找進一步改善及提升甲醇燃料電池效能的關鍵。It has become an important issue to search for alte...
面對都市化不透水鋪面逐年增加,以及氣候變遷下極端天氣衝擊,新興都市洪水管理以分散式系統取代傳統集中處理快速排除策略,綠屋頂是其中廣為推行、頗為有效的方案之一,然而相較於國外積極投入綠屋頂研究,以台灣氣...
工業革命後,人類對於能源的需求大增,但台灣本土的自然資源有限,再加上主要能源-化石燃料燃燒後所排放的二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物會污染環境,造成溫室效應等問題,因此替代能源逐漸受到重視。氫能源被認為是...
風力發電機大致可分為簡易型無控制設計風力機、局部控制風力機(具備電力控制功能但無機械控制功能)、被動控制風力機(具備電力控制功能及被動機械控制功能)、主動控制風力機(具備電力控制功能及主動機械控制...
本研究以數值模擬,針對質子交換膜燃料電池內部的水傳輸現象進行理論分析,此物理模型包含陰陽極氣體擴散層、陰陽極觸媒層和質子交換膜..等五層。在質子交換膜中,只考慮電滲透效應和逆向擴散效應來控制內部水含量...
本文所探討之旅波介電泳幫浦基本上為一矩形截面的直微流道,在其一或二個相對壁面上建置有如鐵軌枕木般的平行微電極陣列,在每一電極上施予適當相位的交流電,可對流道中電中性微粒(如血球)產生旅波介電泳力,驅使...
本論文以理論分析銀島膜之表面螢光增益效應。由於銀島膜結構具有表面電漿子共振,故能產生局部電場增強效果,進而增加周圍螢光分子的激發率,並且由於銀島膜對分子的輻射之視量子效率高,所以可以提高整體的螢光增益...
本實驗研究目的在於提出新型微型混合器:混合器本身首先具有一般被動式微型混合器結構簡單的特性,其次因為本實驗工質乃具有磁化特性之奈米磁性流體,其具有可控制性,所以只要外加磁場作用,將可期待類似磁棒轉動或...
細胞外基質會影響許多細胞的行為,如細胞貼附、細胞伸展等等,而細胞外基質中的各種蛋白質,像是纖維連接蛋白、層黏連蛋白及膠原蛋白,更是在其中扮演了非常重要的角色。藉由研究這些蛋白質在不同性質的表面上的貼附...
神經導管已廣泛應用於修復較長範圍損壞之神經束,然而其修復率仍遠小於預期。故為促進神經細胞於導管之增生,神經導管製作已趨向仿生化之探討,藉由不同之材料應用與表面結構之變化,以模擬神經束之原生環境。神經細...
乳化瀝青混凝土為藉由乳化劑使瀝青膠泥於常溫下能與骨材進行拌合。因此,能有效增加施工安全性,同時減少瀝青混凝土於生產及鋪築過程對環境所造成的衝擊。 台灣隨著經濟成長使交通量與時俱增,現有道路維修與養護為...
癌前病變會造成組織型態結構的改變,進而影響組織的光學參數以及量測到的漫反射光譜和螢光光譜。本研究採用蒙地卡羅演算法模擬光子在組織內傳遞的情形,並使用反向擬合工具擷取漫反射和螢光光譜的組織光學參數。反向...
碳化矽(SiC)是一種機械性質表現優異的先進陶瓷材料,其性質包括高硬度、耐高溫與化性穩定,常使用在處於嚴苛條件下之零組件。但其優異之機械性質同時使其擁有難加工之特性。本研究目的為探討超音波輔助加工(U...
熱電材料是一種能夠將熱與電兩種不同型態的能量互相轉換的功能性半導體材料,在能源短缺的現代社會中具備了極大的應用與發展空間。其中碲化鉍(Bi2Te3)是一種能在中低溫下擁有高熱電轉換效率,被視為最具有應...
本文探討含特殊造型平面電極的微流道內電解質流體所產生的漩渦流動。採用流力及電熱力的理論,透過COMSOL軟體進行模擬,並加以實驗驗證。最後,利用此漩渦流動的特性設計出各式微流混合器,並分析其混合效能。...
在本研究中我們探討利用光聲效應來量測葡萄糖溶液的濃度之可行性。利用光聲效應最大的優點是:一、非侵入式,二、同時利用物質的光學特性以及聲學特性來判斷葡萄糖的濃度。目前發展中的非侵入式量測方法主要是利用血...
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