固態氧化物燃料電池金屬連接板陶瓷保護膜關鍵材料開發

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固態氧化物燃料電池金屬連接板陶瓷保護膜關鍵材料開發

更新時間：2024-03-22 14:48

【技術簡介】
本院研發可應用於固態氧化物金屬連接板鍍膜之高溫抗氧化陶瓷保護膜材料，藉由在錳鈷氧化物((Mn,Co)₃O₄, MCO)中摻入特定比例之La元素，可達到有效改質且抑制MCO經高溫長時間處理後所形成的空孔，維持錳鈷配比，延長保護膜材料壽命。透過真空磁控濺鍍、大氣電漿噴塗或氣凝膠霧狀噴塗的製程鍍覆於金屬不銹鋼片表面，可形成高溫氧原子及鉻原子的擴散阻絕層。將其應用於固態氧化物燃料電池鍍膜金屬連接板時，可依據所需保護層厚度進行單層或多層鍍膜，並藉由添加La元素，延長金屬材質高溫下之使用壽命，進而提升高溫燃料電池組件之耐久性。

圖1、不銹鋼基材鍍覆改質之錳鈷氧化物保護膜，於高溫環境使用有效抑制氧化層增厚及減少空孔產生

圖2、鍍覆改質之錳鈷氧化物保護膜的金屬連接板於高溫環境使用仍維持優異的導電性能

【計畫成效與應用價值】
本項研發技術成果已申請專利，並於2023年參加台灣創新技術博覽會(TIE)發明競賽榮獲銅牌，相關技術亦獲得國內中○公司委託進行研究合作，以及推動其它技服合作案。高溫抗氧化陶瓷保護膜鍍覆之金屬連接板為固態氧化物燃料電池關鍵組件，本項研發成果有效提升金屬連接板耐久性，以及維持良好之高溫導電性，於固態氧化物燃料電池(solid oxide fuel cell, SOFC)技術應用占關鍵角色地位。

【未來佈局】
目前世界先進國家積極投入固態氧化物電池發電系統技術以推動更多元之新能源技術，其中鍍膜金屬連接板為關鍵技術，成本約占整體發電系統的15~20 %，SOFC/SOEC各大廠紛紛推展應用MCO保護層於其電池堆組中，本院研發MCO之改質方法及保護膜材料組成，有效增加鍍膜保護力、延長使用壽命，預估可降低90%連接板購置成本，預期可達8,000萬美金之市場產值(以2028年SOFC產值約15億美金推估)。相關成果已取得專利並與國內業者進行技術合作，預期產品將推展至國際產業鏈。

【連絡資訊】
姓名：曾惠萍
電話：03-4711400分機6777
E-mail：hueiping@nari.org.tw