PTFE/Nafion與Nafion質子交換膜燃料電池膜電極組-老化測試與失效機制之研究

Abstract

商購質子交換膜燃料電池膜電極組常以Nafion作為其膜材，而Gore所研發之PTFE/Nafion複合膜具有較低成本、高機械強度、高尺寸安定性與耐高溫等特性，本研究主以自製PTFE/Nafion複合膜進行膜電極組之製備、分析與特性分析，並利用加速老化測試與即時的電化學分析方法進行老化研究。 本研究主以噴塗法製作catalyst coated membrane（CCM），輔以滴塗法（ink drop coating）進行製備方法之探討，揭露製備方法對CCM性能之影響；於操作參數中發現PTFE/Nafion複合膜特有的膜材濕潤程度對氫氣穿透量的影響，進而影響開路電壓結果，並提出其機制；加速老化測試中更是發現了PTFE/Nafion複合膜特有之內阻增加現象，輔以Nafion之CCM驗證其特殊性，並提出內阻增加之機制。