Abstract
摘要本論文針對巨微觀直接甲醇燃料電池(macro and micro direct methanol fuel cell)建立數學模式並進行三維穩態流場、濃度場及燃料電池效能之數值模擬。由於巨觀、微觀直接甲醇燃料電池在實際動態操作條件下，內部流場、燃料濃度、氧化劑濃度及溫度、溼度分佈等都會隨時間空間多維變化，且質子交換膜中液態水的含量及分佈、甲醇滲透過質子交換膜的量（methanol crossover）也會影響整個電池的效能。另外，燃料電池流道設計直接影響燃料與氧化劑在擴散層中的質傳現象，若流道形狀能加強流體在擴散層中的擴散和對流能力，將有助於電池效能的提升。本論文導出燃料電池完整瞬態三維無因次模式，適用於巨觀、微觀直接氫氣與直接甲醇燃料電池，但因瞬態非線性偏微分方程式解題較為複雜，所以藉由Darcy Law來取代Navier-Stokes equation，並給予適當的假設和簡化，針對直接甲醇燃料電池中陽極和陰極氣體擴散層的部分以有限差分法求解速度場、濃度場，並模擬出其性能曲線。