B09-整合场协同理论和模流分析探讨含玻纤塑料于指叉状波浪流道之流动行为

一、前言

但随着质子交换膜燃料电池技术的稳定进步发展，燃料电池的技术获得汽车、能源公司与机 车公司的支持。因为材料、制程技术的改进突破，使得燃料电池的性能提升、材料成本下降外，过去 燃料电池堆技术不断突破、进步。燃料电池在技术上起了革命性突破，其中以质子交换膜燃料电池 (Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC)被受重视，世界各国**、民间企业均投入大量人 力及资金研发，其燃料电池技术之可见商品化未来。质子交换膜燃料电池因其具有低温操作与高功效 密度的特性，故适用于车辆运输工具及小型家用发电系统。然而燃料使用、材料与制造成本过高，一 直是燃料电池汽机车商业化的瓶颈，。因此本文针对燃料电池双极板指叉状波浪沟槽具纤维配向的比 较与探讨。

二、文献回顾

张[1-5]利用场协同理论分析并优化空间舒适度、燃料电池双极板含玻纤与半导体封装胶注点 优化分析。双极板材料通常为石墨、金属与复合材料。Wilson[1]与 Bisaria[2]研究石墨有高导电 率与高强度可是石墨材料具脆性所以加工较困难且成本高。Hornung[3]、Wing[4]与 Davies[5]研究金 属做为双极板的材料，因为发电效率高，但是其中的金属发电过程中会产生氧化层，提高了接触电阻， 因此降低了发电总体输出功率，并且会释放出酸性离子毒化 MEA 模块，昂贵的表面涂覆层虽能增加发 电效果与耐久度，却会增加成本。Makkus[6]与 Wilson[1]研究复合型材料的双极板因为成本低，具有 抗腐蚀性、重量轻与容易成型等特点，在成型上可直接成型流道并且厚度可比原石墨双极板薄。 Richard[7] 研究发现 LCP、PPS、PS、Nylon6、PVF 在双极板的气体渗透效果不错。Mighri[8]研究发 现 PP 或 PPS 为导电复合材料的基材具有良好的化学特性、机械性质与流动性。Bisaria[2]将热塑性 高分子加入导电材料可用射出成型制造双极板，可降低成本且快速成型，双极板流场的设计也可以较 为精密。Heinzel[9]等人指出加入了导电物质的复合材料在射出充填过程中，若能将纤维方向垂直于 表面则能有效提高导电率。Blunk[10]研究中发现流道上多加工一块凸块，将射出成型后二次加工去 除此凸块，让纤维垂直于极板的平面方向，可使导电率显著提升。