白金基觸媒應用於低溫燃料電池之理論計算與實驗驗證(2/3)

專案詳細資料

Description

本計晝擬在理論計算的基礎下研究質子交換膜燃料電池之乙醇氧化反應(ethanol oxidation reaction, EOR)及氧氣還原反應(oxygen reduction reaction, ORR)之觸媒。觸媒材 料為石墨稀(graphene)或氧化鈦支撐之一維(1D, 1-Dimensional) Pt或Pd基材料,因1D 結構在燃料電池的操作環境下,不易發生溶解,Ostwald ripening或是團聚等現象,因此 本研究擬使用曱酸還原反應製程製備1D結構,不須使用界面活性劑或者犧牲試劑/模 板,以利於材料之量產以及商業化。因此,本計晝年度目標有三,第一年為使用graphene為支撐物,製備Pt或Pd基 的1D材料。第二年為改變支撐物為非碳材料(氧化鈦),氧化鈦會參雜改質以增加其導 電性。此兩年的研究除了材料製備外,也將著重理論計算與材料分析,將利用國家同步 幸畐射中心之X光吸收光譜術(X-ray absorption spectroscopy, XAS)分析其材料結構包含配 位數,鍵長,合金結構(核殼,均勻度),其中將X光近緣吸收結構(X-ray absorption near edge structure, XANES)中之Pt結構解析以得到Pt之d軌域電子(total number of unoccupied d-states)如何在1D合金結構中被修飾,以改變其對氧氣的親和力,並建立實 驗室利用第一原理(first principle calculation)及密度泛函理論(density function theory, DFT)計算能態密度(density of state, DOS),表面結構,鍵能之計算化學能力。第三年則 研究1D合金觸媒之MEA(membrane electrode assembly)製程,以利於1D觸媒之實際應 用。本計晝在理論的基礎下研究1D催化劑之形貌-活性關聯(morphology-activity relationship),對學術研究而言,可提供1D奈米材料之基本製程探討,以及觸媒活性提 升原理與反應機制。對於產業界而言,可提供高活性觸媒,以利於觸媒商品化以及燃料 電池應用。本計晝將對於奈米材料科學與技術,表面化學,觸媒應用,燃料電池商業化 帶來貢獻。
狀態已完成
有效的開始/結束日期1/08/1631/07/17

聯合國永續發展目標

聯合國會員國於 2015 年同意 17 項全球永續發展目標 (SDG),以終結貧困、保護地球並確保全體的興盛繁榮。此專案有助於以下永續發展目標:

  • SDG 7 - 經濟實惠的清潔能源
  • SDG 11 - 永續發展的城市與社群
  • SDG 17 - 為永續目標構建夥伴關係

指紋

探索此專案觸及的研究主題。這些標籤是根據基礎獎勵/補助款而產生。共同形成了獨特的指紋。