TW201417384A - 燃料電池電堆裝置以及膜電極組之製作方法 - Google Patents

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Abstract

一種燃料電池電堆裝置，包括一質子交換膜、一陽極單元以及一液態儲氫有機化合物燃料。陽極單元包括氧化鉬，並設置於該質子交換膜。液態儲氫有機化合物燃料流經該陽極單元，並與該陽極單元反應析出氫離子。

Description

燃料電池電堆裝置以及膜電極組之製作方法
本發明主要關於一種電池裝置，尤指一種燃料電池電堆裝置。
第1圖為習知質子交換膜(PEM)燃料電池裝置(fuel cell device)800之剖視圖。如第1圖所示，燃料電池裝置800為一單電池，其可包括一膜電極組(membrane electrode assembly)810、兩個氣體擴散層(gas diffusion layer)820、830、以及兩個雙極板840、850(bipolar plate)。如第1圖所示，膜電極組810位於兩氣體擴散層820、830之間，雙極板840、850設置於氣體擴散層820、830之兩相反側。雙極板840、850可分別設有多個反應流道841、851。習知之燃料電池裝置800以氫氣作為燃料以及以氧氣作為氧化劑，其中氫氣流經反應流道841，氧氣流經反應流道851。
膜電極組810包括一質子交換膜811、一陽極觸媒層812、以及一陰極觸媒層813。陽極觸媒層812和陰極觸媒層813可包括鉑或碳載之鉑合金或鉑合金，其可為一觸媒，用以促進燃料電池裝置800之電化學反應。然而鉑或鉑合金之價格十分昂貴，增加了燃料電池裝置800之製作成本。另外，由於以氣體作為燃料其與觸媒層之反應速度較慢，降低了燃料電池裝置800之效能。
再者，為了冷卻燃料與陽極觸媒層812反應時所產生 之熱量，雙極板840、850需另設置冷卻流道842、852供冷卻用之水流過，卻因此增加了燃料電池裝置800之體積與重量。
為了解決上述習知技術之缺失，本發明之目的為提供一種燃料電池電堆裝置，其可具有較輕之重量、較小之體積、以及較高的效能，此外亦可進一步減少燃料電池電堆裝置之製造成本。
為了達到上述之目的，本發明提供了一種燃料電池電堆裝置，包括一質子交換膜、一陽極單元、以及一液態儲氫有機化合物燃料。陽極單元設置於該質子交換膜。液態儲氫有機化合物燃料流經該陽極單元，並與該陽極單元反應。前述之陽極單元包括氧化鉬(molybdenum oxide)，且氧化鉬與液態儲氫有機化合物燃料進行反應後產生鉬青銅。
為了達到上述之目的，本發明提供了一種膜電極組之製作方法，包括下列步驟：提供一包括氧化鉬之陽極單元；放置一環狀墊片於該陽極單元上；將一全氟磺酸樹脂溶液到注入該環狀墊片中；以及使該全氟磺酸樹脂溶液在陽極單元上乾燥，以在陽極單元之表面上形成一質子交換膜。
本發明還提供了另外一種膜電極組之製作方法，包括下列步驟：將一質子交換膜放置於一壓製模具之一基座；將包括氧化鉬之粉末覆蓋於該質子交換膜；使該壓製模具 之一壓合元件熱壓該粉末以及該質子交換膜；以及待該粉末凝固後，該粉末形成一陽極單元。
綜上所述，本發明之陽極單元不需使用鉑金或鉑合金，而以成本較低之氧化鉬作為陽極單元之材料可減低燃料電池電堆裝置之製作成本，本發明燃料電池電堆裝置採用液態儲氫有機化合物作為燃料，進而提高了燃料與陽極單元之反應速度。此外藉由液態之燃料亦可即時帶走電化學反應過程所產生之熱量，不需另外設置冷卻流道與冷卻水，可減少燃料電池電堆裝置之體積與重量。
第2圖為本發明之燃料電池系統1000之方塊圖。燃料電池系統1000包括一燃料電池電堆裝置1、一燃料儲存槽2、一液體燃料輸送泵(liquid fuel transmitting pump)3、一散熱器4、複數個偵測器5、一鼓風機(air blower)6、一流量計7以及一薄膜加濕器8。燃料電池電堆裝置1利用液態儲氫有機化合物燃料以及氧化劑之反應產生電力。燃料儲存槽2用以儲存液態儲氫有機化合物燃料，燃料儲存槽2分別經由一第一管路C1以及一第二管路C2與燃料電池電堆裝置1耦接。於本實施例中，液態儲氫有機化合物燃料包括環狀有機化合物(cyclic organic compound)，氧化劑可為空氣或氧氣。
前述之燃料儲存槽2、第一管路C1、燃料電池電堆裝置1、第二管路C2形成一迴路。液態儲氫有機化合物燃料 於燃料儲存槽2以及燃料電池電堆裝置1之間循環。也就是說，液態儲氫有機化合物燃料經由第一管路C1輸送至燃料電池電堆裝置1，且燃料電池電堆裝置1內之液態儲氫有機化合物燃料經由第二管路C2輸送至燃料儲存槽2。
液體燃料輸送泵3設置於第一管路C1上，用以將液態儲氫有機化合物燃料經由燃料儲存槽2抽出，並將液態儲氫有機化合物燃料輸送至燃料電池電堆裝置1。散熱器4設置於第二管路C2上，用以將第二管路C2內之液態儲氫有機化合物燃料所帶出之熱量散熱。於另一實施例中，液體燃料輸送泵3可設置於第二管路C2或是燃料儲存槽2，散熱器4可設置於燃料儲存槽2，或是不設置散熱器4。
液態儲氫有機化合物燃料於燃料電池電堆裝置1中與氧化劑反應後，液態儲氫有機化合物燃料之氫含量(hydrogen content)會降低，因此於本實施例中採用偵測器5來偵測液態儲氫有機化合物燃料之氫含量，以確定燃料所含之化學能，若偵測器5偵測出液態儲氫有機化合物燃料之氫含量不足時，可藉由置換儲存有液態儲氫有機化合物燃料之另一燃料儲存槽，或是置換燃料儲存槽2內之液態儲氫有機化合物燃料，以提高氫含量。
於本實施例中，偵測器5設置於第一管路C1、第二管路C2以及燃料儲存槽2。設置於燃料儲存槽2之偵測器5可偵測燃料儲存槽2內之液態儲氫有機化合物燃料的氫含量，設置於第一管路C1之偵測器5可偵測輸送至燃料電池電堆裝置1之液態儲氫有機化合物燃料的氫含量。設置於 第二管路C2之偵測器5可偵測由燃料電池電堆裝置1輸出之液態儲氫有機化合物燃料的氫含量。
由於燃料電池電堆裝置1之燃料進出口分別連接於第一管路C1、第二管路C2，於另一實施例中可選擇性的將偵測器5設置於第一管路C1、第二管路C2或是燃料儲存槽2，藉以偵測液態儲氫有機化合物燃料於燃料電池電堆裝置1反應前後之氫含量的差異，進而估算燃料電池的效率。
流量計7設置於第一管路C1上，以偵測輸入燃料電池電堆裝置1之液態儲氫有機化合物燃料的流量。
於本實施例中，氧化劑可為空氣中之氧氣等氣體，鼓風機6可用以抽取空氣，經過薄膜加濕器8後將空氣加濕，加濕後的空氣輸送至燃料電池電堆裝置1中。薄膜加濕器8耦接於燃料電池電堆裝置1以及鼓風機6。由於燃料電池電堆裝置1中出口的空氣帶有濕氣可將燃料電池電堆裝置1所排出的空氣經由管路C3、管路C4通過薄膜加濕器8來加濕薄膜加濕器8之薄膜。此外，若燃料電池電堆裝置1所排出的空氣過多，可選擇性的經由管路C3直接排放或是經由薄膜加濕器8排放。
第3圖為本發明之燃料電池電堆裝置1的立體圖，第4圖為本發明之燃料電池電堆裝置1的分解圖。第5圖為本發明之燃料電池電堆裝置1的剖視圖。燃料電池電堆裝置1包括複數個燃料電池單元(一第一燃料電池單元100、一第二燃料電池單元200、以及一第三燃料電池單元300)。 第一燃料電池單元100、第二燃料電池單元200、以及第三燃料電池單元300可具有相同之結構。第二燃料電池單元200、第一燃料電池單元100、以及第三燃料電池單元300沿一疊置方向D1依序疊置。
第一燃料電池單元100包括一膜電極組(membrane electrode assembly)101以及一雙極板(bipolar plate)102。雙極板102疊置於膜電極組101。膜電極組101包括一質子交換膜110、一陽極單元120、以及一陰極單元130。
質子交換膜110位於陽極單元120以及陰極單元130之間。質子交換膜110可為一全氟磺酸質子交換膜(Perfluorosulfonic acid proton exchange membrane)。於另一實施例中，質子交換膜110為一耐熱之聚苯咪唑(polybenzimidazole)質子交換膜。耐熱之聚苯咪唑質子交換膜的耐熱溫度不超過180℃，藉由耐熱質子交換膜110可使燃料電池電堆裝置1於較高之溫度下運作，以提高效率。
陽極單元120設置於質子交換膜110。陽極單元120具有一第一表面S1、一第二表面S2以及複數個流道121。第一表面S1可接觸於質子交換膜110，第二表面S2相反於第一表面S1，流道121設置第二表面S2。液態儲氫有機化合物燃料流經陽極單元120之流道121。上述之第一表面S1可為一平面(flat surface)。
陽極單元120包括氧化鉬(molybdenum oxide)，前述之氧化鉬可為三氧化鉬(MoO3)，其中氧化鉬之含量10%重 量%至99重量%之間。於另一實施例中，陽極單元120亦可進一步包括氧化鎢及/或氧化釩。以藉由氧化鎢及/或氧化釩之摻雜，使得陽極單元120能對於氫離子(或質子)以及電子具有良好的傳導能力。
於本實施例中可藉由成本較低之氧化鉬等作為陽極單元120之材料，進而降低燃料電池電堆裝置1之製作成本。
液態儲氫有機化合物燃料可包括由環已烷(Cyclohexane)、N-乙基咔唑(N-Ethylcarbazole)、及液態不飽和芳環分子。氧化鉬可與前述之分子產生良好之化學反應，使液態儲氫有機化合物燃料中的氫以離子的形式與氧化鉬形成鉬青銅(Hydrogen molybdenum bronze)，同時由於鉬青銅亦為導體，其所產生的電子亦可經由陽極單元120中的鉬青銅進行良好之傳導至外電路(圖未示)，因此燃料電池電堆裝置1可採用液態儲氫有機化合物作為燃料。
前述液態不飽和芳環分子包括1至20個芳環，每一芳環中的碳原子數量應為4~10個。前述芳環可以是雜環，也可以不是，且前述雜環中如包含多個環，可以所有環均為雜環，也可以是部分的環為雜環。
液態儲氫有機化合物燃料以環己烷(C6H12)為例，電池電堆裝置1之反應過程如下所示：前置反應：MoO3+C6H12 → HxMoO3+C6H6
陽極反應：HxMoO3 → MoO3+xH++xe-
陰極反應：4H++O2+4e- → 2H2O
總反應：2C6H12+3O2 → 2C6H6+6H2O
首先，於前置反應中，三氧化鉬(MoO3)與環己烷(C6H12)形成鉬青銅(HxMoO3)以及苯(C6H6)。HxMoO3中之x為0.1至2範圍內的數值。詳細地說，對MoO3來說Mo為+6價，而在H嵌入之後，隨著嵌入量的增加，表現在宏觀上Mo的價態從6開始慢慢降低，出現了非整數的形式。例如，當H嵌入MoO3材料之後，MoO3中的Mo有一部分或全部之價態可變為+4價，其餘之部分仍為+6價，因此平均之後x之範圍可為0.1至2。藉由控制x之數值能控制陽極單元120對於氫離子(或質子)以及電子具有良好的傳導能力，舉例而言，於本實施例中x可為1(但不以此為限)。
另外，在本前置反應過程中，環己烷(C6H12)會與較低氫含量的鉬青銅(例如於HxMoO3中，x為0.3)或三氧化鉬(MoO3)表面的氧(O)原子發生作用，使碳氫(C-H)鍵斷裂，釋放出的氫(H)原子進入三氧化鉬(MoO3)體相中，生成較高氫含量的鉬青銅(例如於HxMoO3中，x為1.8)，環己烷中碳(C)原子之間會逐步形成碳碳(C=C)雙鍵。
之後，於在上述前置反應過程中的產物：較高含氫量的鉬青銅，可以透過陽極反應轉化回較低含氫量的鉬青銅或三氧化鉬(MoO3)。在此過程中環己烷脫氫轉化成不飽和環烴類化合物，其理論最大脫氫量為55g/Liter，接近液態氫能量密度的80%(液氫為70.8 g/Liter)。熱力學分析結果顯示，在此反應條件下，不飽和環烴不會繼續脫氫生 成二氧化碳與水，所以不飽和環烴類化合物可透過氫化還原成環己烷進而重複使用。
特別要說明的是，在燃料電池應用的實際電化學反應過程中，鉬青銅在陽極具有氫離子(質子)提供者的作用，它不斷地將氫原子從環己烷中脫離出來並且將其變成氫離子(質子)以及電子，其所釋出來的電子通過外電路做功後(也就是發電)傳導到陰極單元330。氫離子(質子)透過質子交換膜110到達陰極單元330並與前述電子和氧氣作用生成水(H2O)，使陰極反應和陽極反應得以持續進行。
結合上述之反應過程，可以看出在此過程中低含氫量的鉬青銅、三氧化鉬(MoO3)及/或其中間產物：高含氫量的鉬青銅，既參與了化學反應，充當反應物，又參與了電化學反應，充當陽極過程活性物質。另外具有良好氫離子(質子)和電子傳導性能之鉬青銅，也扮演了氫(H)傳遞媒介的作用。
另於本實施例中，由於液態儲氫有機化合物燃料直接於陽極單元120上流動，可增加反應速率，更可以設置液體擴散層於燃料電池電堆裝置1中，且藉由液態之燃料與陽極單元120之間較快之反應速度可提高電池裝置之效能。
陰極單元130可為一薄膜狀結構，設置於質子交換膜110。陰極單元130包括貴金屬，或是包括鉑、鉑合金(Pt alloy)、或碳載鉑合金，其中鉑、鉑合金(Pt alloy)、或碳載 鉑合金之含量為90重量%以上。
雙極板102設置於陰極單元130。雙極板102具有一第三表面S3、一第四表面S4以及複數個流道103。第三表面S3設置於陰極單元130，第四表面S4相反於第三表面S3，且流道103設置於第三表面S3，因此陰極單元130成為流道103之一側壁。氧化劑流經流道103，其中氧化劑可為空氣或氧氣，由於第三表面S3設置於陰極單元130，因此氧氣可與陰極單元130反應。上述之第四表面S4可為一平面。
第二燃料電池單元200包括膜電極組201以及雙極板202。雙極板202位於膜電極組201以及陽極單元120之間，且陽極單元120位於質子交換膜110以及雙極板202之間。
雙極板202具有一第五表面S5、一第六表面S6以及複數個流道203。第五表面S5設置於第二表面S2，因此第五表面S5成為流道121之一側壁。第六表面S6相反於第五表面S5。流道203設置於第六表面S6，膜電極組201可接觸於第六表面S6。氧化劑流經流道203，因此氧化劑可接觸膜電極組201。上述之第五表面S5可為一平面。
由於陽極單元120之流道121經由第二燃料電池單元200之雙極板202覆蓋，因此，燃料電池單元100可僅設置一個雙極板102，可減少燃料電池電堆裝置1之體積與重量。
第三燃料電池單元300包括膜電極組301以及雙極板 302。膜電極組301設置於雙極板102之第四表面S4，且位於雙極板102和雙極板302之間。膜電極組301包括質子交換膜310、陽極單元320、以及陰極單元330。陽極單元320設置於雙極板102之第四表面S4，因此，第四表面S4成為陽極單元320之流道321之一側壁。
當液態儲氫有機化合物燃料進入燃料電池發生電化學反應時，會產生熱量，該熱量可傳導至雙極板202。由於液態儲氫有機化合物燃料為液態，並流經雙極板202以及陽極單元120，因此可帶走雙極板202以及陽極單元120上之熱量。因此於本實施例中不需供應冷卻用之水於燃料電池電堆裝置1，且雙極板102、202不需另外設置冷卻流道，亦可減少燃料電池電堆裝置1之體積與重量。
第6圖為本發明之第一燃料電池單元100a之另一實施例之剖視圖。於此實施例中，第一燃料電池單元100a包括雙極板102以及雙極板102a，陽極單元120a為一薄膜狀結構。陽極單元120a蓋合於雙極板102a之流道103a，因此液態儲氫有機化合物燃料可流經流道103a以及陽極單元120a。
第7圖為本發明之膜電極組101之製作方法之第一實施例之流程圖。膜電極組101之製作方法如下，提供一包括氧化鉬之陽極單元120(步驟S101)，前述之陽極單元120可包括流道121。於陽極單元120上放置一環狀墊片(步驟S103)。將包括全氟磺酸樹脂溶液注入環狀墊片中(步驟S105)。靜置一段時間後，使樹脂溶液在陽極單元120 上乾燥，並形成一質子交換膜110(步驟S107)。將包括鉑、鉑合金(Pt alloy)、或碳載鉑合金之觸媒粉末噴塗於質子交換膜110，並形成一陰極單元130(步驟S109)。於另一實施例中，前述之溶液為包括聚苯咪唑(polybenzimidazole)，且該質子交換膜為一耐熱之聚苯咪唑質子交換膜。
第8圖為本發明之壓製模具A1之示意圖。壓製模具A1包括一基座A10以及一壓合元件A20。基座A10包括一基座本體A11、一O型環A12、一墊片A13以及一加熱元件A14。O型環A12設置於基座本體A11之上表面，墊片A13放置於O型環A12上。O型環A12用以提供一緩衝力於墊片A13。加熱元件A14設置於基座本體A11之內部，用以加熱基座本體A11。
壓合元件A20包括一壓合本體A21以及一加熱元件A22。壓合本體A21具有一容置槽A211，加熱元件A22設置於壓合本體A21內，並用以加熱壓合本體A21。
第9圖為本發明之膜電極組101之製作方法之第二實施例之流程圖。膜電極組101之製作方法如下，將一質子交換膜110放置於基座A10的墊片A13上(步驟S201)，將包括氧化鉬之粉末填入壓製模具A1中，並覆蓋質子交換膜110(步驟S203)。將壓製模具A1之壓合元件A20壓合於基座A10，此時質子交換膜、墊片A13以及O型環A12容置於容置槽A211中，並使加熱元件A14、A21經由基座本體A11以及壓合本體A21加熱粉末以及質子交換 膜，以使壓製模具A1熱壓前述之粉末以及質子交換膜110(步驟S205)。於本實施例中容置槽A211可具有複數個凸塊A212，當壓製模具A1熱壓前述之粉末時，於粉末上形成複數個凹槽。
待粉末凝固後，粉末形成一陽極單元120，且使前述之凹槽形成陽極單元120形成流道121(步驟S207)。將質子交換膜110以及陽極單元120從壓製模具A1移出(步驟S209)。將包括鉑、鉑合金、或碳載鉑合金之觸媒粉末噴塗於質子交換膜110，並形成一陰極單元130(步驟S211)。
綜上所述，本發明之以成本較低之氧化鉬作為陽極單元之材料可減低燃料電池電堆裝置之製作成本，亦由於本發明之陽極單元以氧化鉬所製成，利用陽極單元與液態儲氫有機化合物燃料進行催化反應後所產生之鉬青銅同時具有質子良導體與電子良導體之雙重性能，可以直接從液態儲氫有機化合物燃料中分離出質子與電子，並分別傳遞到陰極與外電路。藉由燃料電池電堆裝置採用了液態儲氫有機化合物燃料，進而提高了燃料與陽極單元之反應速度。此外藉由液態之燃料亦可快速的帶走燃料與陽極單元和陰極單元之電化學反應過程所產生之熱量，不需於燃料電池電堆裝置另外設置冷卻流道與冷卻水，可減少燃料電池電堆裝置之體積與重量。
本發明雖以各種實施例揭露如上，然而其僅為範例參考而非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在 不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾。因此上述實施例並非用以限定本發明之範圍，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
[習知技術]
800‧‧‧燃料電池電堆裝置
810‧‧‧膜電極組
811‧‧‧質子交換膜
812‧‧‧陽極觸媒層
813‧‧‧陰極觸媒層
820、830‧‧‧氣體擴散層
840、850‧‧‧雙極板
841、851‧‧‧反應流道
842、852‧‧‧冷卻流道
[本發明]
1000‧‧‧燃料電池系統
1‧‧‧燃料電池電堆裝置
100、100a‧‧‧第一燃料電池單元
101‧‧‧膜電極組
110‧‧‧質子交換膜
120、120a‧‧‧陽極單元
121‧‧‧流道
130‧‧‧陰極單元
102、102a‧‧‧雙極板
103、103a‧‧‧流道
200‧‧‧第二燃料電池單元
201‧‧‧膜電極組
202‧‧‧雙極板
203‧‧‧流道
300‧‧‧第三燃料電池單元
301‧‧‧膜電極組
310‧‧‧質子交換膜
320‧‧‧陽極單元
321‧‧‧流道
330‧‧‧陰極單元
302‧‧‧雙極板
2‧‧‧燃料儲存槽
3‧‧‧液體燃料輸送泵
4‧‧‧散熱器
5‧‧‧偵測器
6‧‧‧鼓風機
7‧‧‧流量計
8‧‧‧薄膜加濕器
A1‧‧‧壓製模具
A10‧‧‧基座
A11‧‧‧基座本體
A12‧‧‧O型環
A13‧‧‧墊片
A14‧‧‧加熱元件
A20‧‧‧壓合元件
A21‧‧‧壓合本體
A211‧‧‧容置槽
A22‧‧‧加熱元件
C1‧‧‧第一管路
C2‧‧‧第二管路
C3‧‧‧排出管路
C4‧‧‧管路
D1‧‧‧疊置方向
S1‧‧‧第一表面
S2‧‧‧第二表面
S3‧‧‧第三表面
S4‧‧‧第四表面
S5‧‧‧第五表面
S6‧‧‧第六表面
第1圖為習知燃料電池電堆裝置之剖視圖；第2圖為本發明之燃料電池系統之方塊圖；第3圖為本發明之燃料電池電堆裝置的立體圖；第4圖為本發明之燃料電池電堆裝置的分解圖；第5圖為本發明之燃料電池電堆裝置的剖視圖；第6圖為本發明之第一燃料電池單元之另一實施例之剖視圖；第7圖為本發明之膜電極組之製作方法之第一實施例之流程圖；第8圖為本發明之壓製模具之示意圖；以及第9圖為本發明之膜電極組之製作方法之第二實施例之流程圖。
1‧‧‧燃料電池電堆裝置
100‧‧‧第一燃料電池單元
101‧‧‧膜電極組
110‧‧‧質子交換膜
120‧‧‧陽極單元
121‧‧‧流道
130‧‧‧陰極單元
102‧‧‧雙極板
103‧‧‧流道
200‧‧‧第二燃料電池單元
201‧‧‧膜電極組
202‧‧‧雙極板
203‧‧‧流道
300‧‧‧第三燃料電池單元
301‧‧‧膜電極組
302‧‧‧雙極板
310‧‧‧質子交換膜
320‧‧‧陽極單元
330‧‧‧陰極單元
D1‧‧‧疊置方向
S1‧‧‧第一表面
S2‧‧‧第二表面
S3‧‧‧第三表面
S4‧‧‧第四表面
S5‧‧‧第五表面
S6‧‧‧第六表面

Claims (27)

  1. 一種燃料電池電堆裝置，包括：一質子交換膜；一陽極單元，設置於該質子交換膜；以及一液態儲氫有機化合物燃料，流經該陽極單元，並與該陽極單元反應；其中該陽極單元包括氧化鉬，且該氧化鉬與該液態儲氫有機化合物燃料進行反應後產生鉬青銅。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之燃料電池電堆裝置，其中該鉬青銅之分子式為HxMoO3，其中x為0.1至2之範圍內的數值。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之燃料電池電堆裝置，其中該液態儲氫有機化合物燃料包括環狀有機化合物。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之燃料電池電堆裝置，其中該液態儲氫有機化合物燃料包括由選自於環已烷、N-乙基咔唑、以及液態不飽和芳雜環分子所組成之群組中之至少一材質。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之燃料電池電堆裝置，其中該液態儲氫有機化合物燃料包括液態不飽和芳雜環分子，其中該液態不飽和芳雜環分子包括1至20個芬環。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之燃料電池電堆裝置，其中該陽極單元為一薄膜狀結構。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之燃料電池電堆裝置，其中該陽極單元，具有一設置於該質子交換膜之第一表 面、一相反於該第一表面之第二表面、以及複數個設置於該第二表面之流道。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之燃料電池電堆裝置，更包括一第一雙極板，設置於該陽極單元。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之燃料電池電堆裝置，其中該第一雙極板具有一設置於該第二表面之第五表面、一相反於該第五表面之第六表面、以及複數個設置於該第六表面之流道。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之燃料電池電堆裝置，更包括一氧化劑，流經該第六表面上之流道。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之燃料電池電堆裝置，其中該質子交換膜為一全氟磺酸質子交換膜(Perfluorosulfonic acid proton exchange membrane)。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之燃料電池電堆裝置，其中該質子交換膜為一耐熱之聚苯并咪唑(polybenzimidazole)質子交換膜。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之燃料電池電堆裝置，更包括一陰極單元，設置於該質子交換膜，其中該質子交換膜位於該陽極單元以及該陰極單元之間。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之燃料電池電堆裝置，其中該陰極單元包括貴金屬。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之燃料電池電堆裝置，其中該陰極單元包括鉑、鉑合金、或碳載鉑合金。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之燃料電池電堆裝 置，更包括一第二雙極板，設置於該陰極單元。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之燃料電池電堆裝置，更包括一第二雙極板，具有一設置於該陰極單元之第三表面、一相反於該第三表面之第四表面、以及複數個設置於該第三表面之流道。
  18. 一種膜電極組之製作方法，包括下列步驟：提供一包括氧化鉬之陽極單元；放置一環狀墊片於該陽極單元上；將一全氟磺酸樹脂溶液注入該環狀墊片中；以及使該全氟磺酸樹脂溶液在陽極單元上乾燥，以在該陽極單元之表面上形成一質子交換膜。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之膜電極組之製作方法，更包括下列步驟：將一觸媒粉末噴塗於質子交換膜，以形成一陰極單元。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之膜電極組之製作方法，其中該陽極單元包括複數個流道。
  21. 如申請專利範圍第18項所述之膜電極組之製作方法，其中該質子交換膜為一全氟磺酸質子交換膜。
  22. 一種膜電極組之製作方法，包括下列步驟：將一質子交換膜放置於一壓製模具之一基座；將包括氧化鉬之粉末覆蓋於該質子交換膜；使該壓製模具之一壓合元件熱壓該粉末以及該質子交換膜；以及待該粉末凝固後，該粉末形成一陽極單元。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之膜電極組之製作方法，更包括下列步驟：將該質子交換膜以及該陽極單元從該壓製模具移出；以及將一包括鉑、鉑合金、或碳載鉑合金之觸媒粉末噴塗於該質子交換膜，以形成一陰極單元。
  24. 如申請專利範圍第22項所述之膜電極組之製作方法，其中該壓合元件設有複數個凸塊，且於前述使壓製模具熱壓前述之粉末以及質子交換膜之步驟中，更包括下列步驟：於該粉末形成複數個凹槽。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之膜電極組之製作方法，其中於待該粉末凝固後，該粉末形成一陽極單元之步驟中，更包括下列步驟：該等凹槽形成複數個流道。
  26. 如申請專利範圍第22項所述之膜電極組之製作方法，其中該質子交換膜為一全氟磺酸質子交換膜。
  27. 如申請專利範圍第22項所述之膜電極組之製作方法，其中該質子交換膜為一耐熱之聚苯咪唑質子交換膜。
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