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燃料電池

燃料電池. 指導老師 : 王金燦 老師 成員 : 邱詠哲 莊彥哲 李 閔 嚴. 目錄. 前言 實驗原理 實驗架構 PH 值影響 實驗 過程 實驗 結果 參考資料. 前言. 我們在這門 課聆聽了 多次的演講以及兩次的外出參訪，從一開始安排我們上山採菌、回家養菌， 以及學習廢棄物處理的相關知識 ，到課程後半部製作電池盒，並做出我們的微生物燃料電池 ，增廣見聞、受益良多。. 實驗原理. 微生物 燃料電池之原理主要藉由微生物做為催化劑，將化學能轉化為電能 。

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Presentation Transcript

  1. 燃料電池 指導老師: 王金燦 老師 成員: 邱詠哲 莊彥哲 李閔嚴

  2. 目錄 • 前言 • 實驗原理 • 實驗架構 • PH值影響 • 實驗過程 • 實驗結果 • 參考資料

  3. 前言 • 我們在這門課聆聽了多次的演講以及兩次的外出參訪，從一開始安排我們上山採菌、回家養菌，以及學習廢棄物處理的相關知識，到課程後半部製作電池盒，並做出我們的微生物燃料電池，增廣見聞、受益良多。

  4. 實驗原理 • 微生物燃料電池之原理主要藉由微生物做為催化劑，將化學能轉化為電能。 • 其系統組成包含陽極(Anode)，陰極(Cathode)及質子交換膜(Proton Exchange Membrane)。 ①陽極灌入含有有機物燃料供微生物反應，即提供微生物之基質 (fuel) ②陰極則灌入氧氣作為氧化劑 ③半滲透膜只容許帶正電的離子通過，即陽極中產生之氫離子(H+)

  5. 實驗架構-陽極 我們的陽極採用檸檬果皮加入菌水，當作微生物之基質，所以參考葡萄糖為例： • 以葡萄糖 (glucose, C6H12O6) 為例 • 當微生物於陽極反應時，會將葡萄糖分解產生二氧化碳、氫離子並釋出電子產生能量，反應機制如下：

  6. 實驗架構-陰極 陰極部分我們放入水草，我們的想法是想提供氧氣、並增加水中含氧量。 • 陰極中的氧氣接受電子，與氫離子結合還原成水分子。 • 電子通過外部電路轉移至陰極；氫離子則通過質子交換膜到陰極。 • 氫離子與電子於陰極再與氧氣進行還原反應 (reduction-oxidation)產生水，反應機制如下：

  7. 實驗架構-設計圖

  8. PH值影響 陽極加入葡萄糖氧化酵素（GOx） 陰極加入漆氧化酵素（laccase） • 1.分別探討陽極電解液、陰極電解液以及整個燃料電池之酸鹼值對燃料電池最大功率之影響。 • 2.由左圖可以明顯的發現當陽極 pH7~8 時，能提供燃料電池系統最大輸出功率。 陰極則在 pH4~5 的時候才能提供最佳輸出功率。

  9. PH值影響 • 酵素受到了不同酸鹼環境影響而改變其催化能力，這意味著當我們要使用酵素做為燃料電池系統中的觸媒時，必須要考量到酸鹼值對於兩極酵素有不同的影響，才能進一步選擇電池溶液之最適化 pH 條件。

  10. PH值影響 • 當酸鹼值再降低時，皆不利於陰陽極兩電極的操作，因此以 pH5 為最低操作酸鹼值。

  11. 實驗過程 • 1.先將檸檬皮切成小碎塊加入菌水中放置2天 • 2.把菌水稀釋後放入陽極 • 3.把水草放入陰極並加水 • 4.量測陽極的酸鹼度及電壓值 • 5.放置一天等他反應，再回來量酸鹼度及電壓值 • 6.記錄並分析酸鹼值及電壓值的變化

  12. 實驗結果

  13. 參考資料 • http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?tag=%E7%94%9F%E7%89%A9%E7%87%83%E6%96%99%E9%9B%BB%E6%B1%A0 • http://activity.ntsec.gov.tw/activity/race-1/47/senior/040210.pdf • http://www.ulive.ntou.edu.tw/document/20140109.pdf • http://www.tnu.edu.tw/ice/ice/Requisition/page2.htm

  14. Thanks For Watching

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