中心緣起

西元2000年,由前校長暨元智大學遠東能源講座教授-詹世弘 博士帶領下,並由經濟部能源委員會(即現今之能源局)能源科技研究發展計畫五年研發經費支持,成立國內第一個跨領域之「燃料電池中心」。本中心相繼榮獲經濟部技術處之學界科專發展高效率低成本之燃料電池關鍵技術,能源局之第二期四年計畫發展高溫質子交換膜燃料電池關鍵零件,其他政府研發單位(國家科學委員會、中山科學研究院、核能研究所)以及業界產學合作共同研發及技術之轉移等。


中心規模與發展

元智大學於民國九十五年起獲得教育部「邁向頂尖大學計畫」,被選為邁向頂尖之大學。本中心之燃料電池為其中之「頂尖研究中心」,將加速提昇中心研發水準,朝向國家級燃料電池中心邁進,擠身國際研發水準之林。研發團隊包含機械、化工與材料、電機及管理學院等10餘名教授及專任研究員及博士後研究。研發項目含關鍵電解質膜材、奈米微結構膜電極組、觸媒技術、氣體 擴散層及流道設計、雙極板替代性材料、水熱管理與模擬、單電池與電池堆技術、電子電力與電池系統整合等。中心主要任務除了開發關鍵零組件技術外,並培育我國燃料電池產業發展必須之科技人才。 目前已培育超過350名碩博士之專業人才。

中心目標

2003~2005年成果與指標

  1. 建立跨領域燃料電池六大核心技術實驗室:

    • 中心場地 150坪。

    • 投入儀器、 場地設備資金3000萬元以上。

    • 專職研發行政人員8人。

  2. 關鍵零組件技術室:

    • 奈米微結構MEA技術,觸媒利用率達0.6 g/kW。

    • 中溫高性能 PEM 膜材 性能1.0W/cm2(H2/O2)。

    • 雙極板替代性材料研發,雙極板材料成本下降80%。

    • 表面改質不銹鋼金屬板腐蝕率0.02mm/yr,性能穩定操作300 Hr以上。

  3. 燃料電池系統設計關鍵技術:

    • 創新流道設計與水熱管理技術,電池組功率密度達0.4 W/cm2 @0.6V。

    • 電力轉換模組能源轉換率93~95%。

    • 發表國外學術期刊論文20篇,共申請專利29件,目前已獲得國內外專利12件。

2006~2010年成果與指標

  1. 建立跨領域燃料電池核心技術實驗室:

  2. 燃料電池系統設計關鍵技術:

    • 創新流道設計與水熱管理技術,1kW電池組功率密度達0.5 W/cm2 @0.6V.。

    • MEMS感測器應用於電池組模擬與診斷技術。

    • 電力轉換模組可快速充電,效率達95%。

  3. 關鍵零件材料技術與指標:

    • 高功率、耐久性膜電極組(MEA)微結構設計與製作性能達0.8W/cm2(H2/air, 1atm),耐久性1000小時以上。

    • 高溫(160~200℃) PBI 膜材與膜電極組開發,性能達0.6W/cm² (H₂/O₂),穩定操作1000小時以上。

    • 開發耐腐蝕金屬雙極板,降低電池組重量,金屬極板腐蝕率為0.015mm/year,壽命1000小時以上。

    • 微型甲醇重組器開發與高效率觸媒,TiV儲氫合金2.0 wt%。

  4. 中心期刊論文與專利成果:

    • 國際期刊論文315篇。

    • 國內外專利獲得36件,審查中62件。

2011~年成果與指標

  1. 關鍵零件材料技術與指標:

    • 高性能MEA應用於動力車輛高溫低濕環境(~100℃,30%RH),性能0.7 W/cm²,耐久性達3000小時以上。

    • 奈米鉑金合金觸媒與非白金觸媒技術,觸媒利用率0.4g/kW,耐久性達3000小時以上。

    • 高溫PBI膜材與膜電極開發,性能0.5 W/cm² (H₂/Air),耐久性達3000小時以上。

    • 薄型化金屬雙極板,耐久性達3000小時以上。

  2. 鋰電池與燃料電池混合動力關鍵技術與系統指標:

    • 開發鋰電池量產粉體技術,LiFePO₄/C,Li₄Ti₅O₁₂粉體量產材料。

    • 1-2kW金屬極板燃料電池系統,功率密度0.6W/cm²。

    • 建立燃料電池產品之性能與安全檢測中心,執行燃料電池產品驗證與推廣。

    • 表面改質不銹鋼金屬板腐蝕率0.02mm/yr,性能穩定操作300 Hr以上。

  3. 中心期刊論文與專利成果:

    • 國際期刊論文600篇。

    • 國內外專利獲80件,審查中35件。

 

 

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