電池與能源材料
關於質子交換膜燃料電池(PEFC)電解質的敘述,下列何者正確?
- A是傳導氧離子(O²⁻)的陶瓷膜,為提高導電率而在700℃以上運作
- B是碳酸鹽的熔融液,碳酸根離子移向燃料極而導電,因此在約650℃運作
- C是具有磺酸基的氟系高分子膜,含水時傳導質子,因此在100℃左右以下運作
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正確答案:C. 是具有磺酸基的氟系高分子膜,含水時傳導質子,因此在100℃左右以下運作
PEFC 的電解質使用氟樹脂主鏈上帶有磺酸基(−SO₃H)側鏈的高分子膜。膜含水時,形成磺酸基聚集的親水性通道,質子與水一起在其中移動。乾燥時導電率大幅下降,因此需要加濕;為避免膜中的水流失,工作溫度在100℃左右以下,一般約為80℃。以700℃以上使用傳導 O²⁻ 之陶瓷膜的是固態氧化物燃料電池(SOFC),使用穩定氧化鋯等。以碳酸鹽熔融液為電解質、在約650℃運作的是熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)。電解質的差異決定了各自的工作溫度、可用的燃料與觸媒。