本所陳建彰教授指導之碩士生吳幸真(已取得碩士學位)、本校重點科技研究學院博士生余碩恩(已取得博士學位),微波電漿處理電鍍FeCo/鈦纖維紙材料用於陰離子交換膜水電解觸媒研究,獲刊American Chemical Society 期刊ACS Omega 封面。

本研究提出了一種高效且具成本效益的綠氫生產技術,透過在鈦纖維紙(TP)上電化學沉積鐵鈷(FeCo)催化劑,並結合僅 15 秒的氬氣微波電漿(ArMP)處理,顯著提升了陰極乾燥陰離子交換膜電解水(AEMWE)系統的析氧反應(OER)性能。ArMP 處理不僅透過離子轟擊效應增加了材料表面的物理粗糙度與活性位點,使表面從疏水性轉化為可在 0.1 秒內完全吸收水滴的「超親水狀態」,更有助於反應產生的氣泡快速脫離。在化學層面上,電漿處理誘導的還原效應促使金屬態 Fe0 與 Co0 的形成,構建了高效的電荷轉移異質界面並降低了界面電阻。實驗結果顯示,經處理後的 ED-FeCo/TP-ArMP15 催化劑在 100~mA/cm2 下具有較低的過電位(459 mV)與改善的 Tafel 斜率(211.1 mV/dec),其有效電化學活性面積(ECSA)更從 11.3cm2 大幅提升至 35.0cm2。當應用於 70°C 下運作的全電池系統時,在 500~mA/cm2 電流密度下的電池電壓從 1.88 V 有效降至 1.79 V,系統能源效率由 76.29% 躍升至 82.22%,並展現出優異的長效運作穩定性,為工業化 AEMWE 技術的優化提供了創新的改質策略。
Argon Microwave Plasma Processed Electrodeposited FeCo Catalysts on Ti Paper as an Anode Porous Transport Layer (PTL) for Cathode-Dry Anion Exchange Membrane Water Electrolysis (AEMWE)
ACS Omega 2026, 11, 11, 17292–17301
https://doi.org/10.1021/acsomega.5c09854
