綠色能源儲能系統專利組合
 

領域別:儲能系統日期:2018/5/4
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■ 電極層材料與結構
燃料電池為一種藉由其電極上之觸媒層產生氧化還原化學反應產生電能的裝置。目前燃料電池技術的發展中,以鉑作為觸媒最適合;然而,鉑無法經由人工合成製造,因此,預計鉑將是影響量產的關鍵成本。控制觸媒漿料的分散,提升觸媒有效被利用率,是燃料電池在未來市場上能否具有競爭力的關鍵所在。本專利群組提供多種電極層材料與結構設計專利技術,應用於燃料電池可減少觸媒使用量、提升電池效率、降低電池材料成本。

專利組合技術特色
① 藉由偶合劑鍵結觸媒與高分子形成複合體,使觸媒漿料分散穩定,提升觸媒利用率。
② 新設計電極層結構,降低燃料電池穿透問題,提升電池輸出電壓與放電功率,減少觸媒使用量。
③ 具有空心結構之金屬奈米粒子製造方法,其製程簡單,製得粒徑大小均勻、具高表面積。應用於觸媒催化反應、感測元件材料、導電薄膜材料等。
④ 多種新設計之有機無機混成之質子交換膜,具多功能特性,例如良好的保水性、機械強度、導電度、低穿透率或者在高溫水中不易膨脹變形。
⑤ 含氮化合物修飾之金屬觸媒,有效的分散觸媒提升觸媒之電化學表面積。作為陰極觸媒,可防止觸媒被毒化;作為陽極觸媒,降低反應過電位。

應用領域
攜帶式電子產品、家用發電系統、運輸工具、軍用設備、太空工業以及小型發電系統

■ 燃料電池堆結構設計技術
燃料電池應用電化學反應發電具有效率高、無污染、反應快等特性,並可藉由電池串聯設計提高電橋電壓或增加電極反應面積提高電流量,特別是在源源不斷的氫氣或空氣供給下,可持續提供電力供給裝置的需求。在這樣的特點下,燃料電池除了可作為小型系統電力,亦可設計成為大型電廠、分散式電力及可移動電力。燃料電池一般是由雙極板及其間的膜電極組構成,雙極板其重量約占整個電池組之80%,成本亦占整個電池組之40%。目前燃料電池雙極板以材質分類大約有三種,如高密度石墨板、複合碳板以及金屬板。高密度石墨板的成本太高,且加壓易碎。而複合碳板質輕、成本低,且具有優異之抗腐蝕性。本專利群組技術藉由改變雙極板的結構與材料設計,使燃料電池降低接觸阻抗,提升流道內燃料之側向擴散能力及其放電性能。

專利組合技術特色
① 新設計雙極板表面及內部結構,降低接觸阻抗及提昇流道內燃料之側向擴散能力,提升燃料電池之放電性能。
② 改變材料及結構設計提供厚度薄、導電度高、製作方法單純且耐熱抗酸腐蝕之雙極板。

應用領域
小型系統電力、大型電廠、分散式電力及可移動電力

■ 平面燃料電池
燃料電池是一種利用化學能直接轉化為電能的發電裝置,再利用其運作原理分類多種不同燃料電池。相較於傳統發電方式,燃料電池具有低污染、低噪音、高能量密度以及較高的能量轉換效率等優點,是極具未來前瞻性的乾淨能源。平面燃料電池為一種簡易的電性串聯方式,可以大量組裝,具有製程簡便、穩定度高的優點,降低燃料電池組裝成本與極具商業價值。

專利組合技術特色
① 液體燃料電池系統的關機及自維護運作程序,避免殘留的陽極燃料對膜電極組造成不良影響,提升燃料利用率。
② 採用親水阻氣層與氣液分離層部分接觸之搭配設計,有效地改善氣態燃料傳送至陽極觸媒層的均勻性及長時間操作穩定性之平面型燃料電池組。
③ 平面型燃料電池組,使陰極部分的水擴散至陽極部分再使用,製造方法簡單,可提高燃料的能量轉換效率。
④ 燃料電池系統,減少陽極水氣的逸散,維持膜電極組的內阻值,有效地排放其陽極側形成之生成氣體,降低氣態燃料排出系統外的損失,進而改善燃料效率。

應用領域
攜帶式電子產品、運輸工具、軍用設備、太空工業以及各類發電系統

■ 高效能、低成本燃料電池
燃料電池具有乾淨、安全以及高效率的優點,成為新的替代能源,利用燃料電池供電僅需適時地補充燃料,不同於一般傳統須藉由充電方式維持供電的充電電池;因此,燃料電池不但可作為照明、電視、冰箱等電器用品之供電裝置,亦可用於汽、機車等交通工具或可攜式電子產品(如行動電話、手提式電腦)等,具有極佳發展前景。不同於傳統石化燃料,有潔淨及高效率的好處。更可結合核能、生質能、太陽能、風能等發電技術,將能源使用多元化、可再生及永續使用。

專利組合技術特色
① 燃料電池供應體,不需設置控制燃料濃度之裝置與管件,僅藉由材料之特性控制燃料的釋放速度,應用於燃料電池得有效地維持該電池之燃料槽內的燃料濃度,具有容易攜帶、利於儲存以及方便補充燃料等優點。
② 具有漸進式陽極結構之膜電極組,有助於直接甲醇燃料電池高度放電下減少質傳阻礙,提高燃料電池之反應效能。

應用領域
攜帶式電子產品、家用發電系統、運輸工具、軍用設備、太空工業以及發電系統

專利洽詢:材料與化工研究所智權加值推廣室
康靜怡 電話:03-5916928 E-mail: kang@itri.org.tw


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