TWI384677B - 燃料電池用電極，其製作方法，薄膜電極組，以及包含其之燃料電池 - Google Patents

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Description

燃料電池用電極，其製作方法，薄膜電極組，以及包含其之燃料電池
本發明係關於一種燃料電池用電極、其製作方法、與一種薄膜電極組、以及包含其之燃料電池，尤指一種具有提升離子傳導性、反應表面積、與耐久性之燃料電池用電極、其製備方法、與一種薄膜電極組、及包含其之燃料電池。
近年來，已知如石油或煤等傳統能源會逐漸耗盡，使得對替代能源之興趣逐漸增加。燃料電池為一種替代性能源，其具有高效能的優點，同時不會釋放出氮氧化物(Nox )、硫氧化物(Sox )等污染物，且所利用之燃料含量充足，因此，燃料電池吸引大眾之注意。
燃料電池是一個動力產生系統，其將燃料與氧化劑之化學能轉換成電能，且一般是使用氫氣與碳氫化合物為燃料，例如甲醇或丁烷，而利用氧為氧化劑。
在燃料電池中，薄膜電極組(membrane electrode assembly,MEA)是產生電力之基本單元，其包括電解質膜與形成於電解質膜相反兩側之陽極與陰極。圖1說明燃料電池產生電力之原理，且化學反應圖式1係為以氫氣做為燃料之燃料電池反應式。參考圖1與化學式1，燃料於陽極進行氧化反應而產生氫離子與電子，且氫離子穿過電解質膜移動至陰極。氫離子穿透電解質膜，而電子則與氧(氧化劑)於陰極反應產生水。此反應能使電子移動至外部線圈。
【化學反應圖式1】
陽極：H2 →2H+ +2e-
陰極：1/2O2 +2H+ +2e- →H2 O
反應式：H2 +1/2O2 →H2 O
圖2說明了一個燃料電池用薄膜電極組之一般結構。參考圖2，燃料電池用之薄膜電極組包括一個電解質膜，與位於電解質膜相反兩側之陽極電極與陰極電極。每一陽極與陰極電極各包括催化劑層與氣體擴散層。氣體擴散層包括電極基板與形成於電極基板上之微孔層。
習知燃料電池薄膜電極組之催化劑層，係塗佈一種包括一催化劑與一離子聚合物之墨水，以形成一具有相同XY方向之電極層。電解質膜以平面對平面之關係與電極層接觸，且反應發生於電解質膜與電極層間之界面以產生電位差。因此，增加電解質膜與電極層間之反應表面積是很重要的，如此才能改善燃料電池之性能。
一般係將電解質膜表面製成波浪狀以增加電解質膜與電極層之間的反應表面積，而改善電極層之結合力。然而，這可能會在電解質膜上造成壓力，而需要困難的處理過程，且導致整個電極層的失敗連接。
本發明之主要目的係在提供一種燃料電池用電極，其藉由改善電解質膜與電極層間之接觸而電極具有優異離子傳導性、且改善反應表面積、及增加耐久性。
為解決上述問題，本發明提供一燃料電池用電極，其置於電解質膜與具有液體通道之隔離板間，而此燃料電池用電極包括一與電解質膜相接觸之催化劑層、及一與隔離板相接觸之氣體擴散層。其中，催化劑層包括：一催化劑區域，其含有複數分散於離子聚合物黏合樹脂中之第一催化劑粒子；與一離子聚合物區域，其含有複數分散於離子聚合物黏合樹脂中之第二催化劑粒子，且相較於催化劑區域，具有較低濃度之催化劑粒子。其中，於催化劑區域中，離子聚合物區域之外形為圍牆狀或複數柱體。故本發明之燃料電池用電極其催化劑層中分別包括離子聚合物區域以改善離子傳導性，且顯著的增加反應表面積，因此改善燃料電池之性能。
本發明之每一第一催化劑粒子與第二催化劑粒子可為本技術領域常用之金屬催化劑粒子或在碳基支撐體上之金屬催化劑粒子，且第二催化劑粒子於離子聚合物區域中之濃度可為零。
本發明離子聚合物區域之柱體高度較佳可為催化劑層厚度之0.5至1倍，然而本發明非僅限於此範疇。
又，本發明提供一種燃料電池用電極之製備方法，此電極包括一催化劑層，而此催化劑層包括：一催化劑區域，其含有複數分散於離子聚合物黏合樹脂中之第一催化劑粒子；以及一離子聚合物區域，其含有複數分散於離子聚合物黏合樹脂中之第二催化劑粒子，且相較於催化劑區域，具有較低濃度之催化劑粒子。而本發明之製備方法包括：(S1)製備一催化劑區域形成墨水、與一離子聚合物區域形成墨水，其中相較於催化劑區域形成墨水，離子聚合區域形成墨水之催化劑粒子濃度較低；(S2)以噴墨法噴灑已製備之第一催化劑區域形成墨滴、與第一離子聚合物區域形成墨滴於電解質膜或氣體擴散層之預設位置上以形成一薄膜；以及(S3)分別堆疊第二催化劑區域形成墨滴、與第二離子聚合物區域形成墨滴於已噴灑有第一催化劑區域形成墨滴與第一離子聚合物區域形成墨滴之位置，以形成催化劑區域與離子聚合物區域，且以噴墨法重複噴灑每一第二催化劑區域形成墨滴、與第二離子聚合物區域形成墨滴，以形成一催化劑層，使離子聚合物區域在催化劑區域中之外形為圍牆狀或複數柱體。
每一催化劑區域形成墨水與離子聚合物區域形成墨水可包括：金屬催化劑或在碳基支撐體上之金屬催化劑；聚合離子聚合物、以及溶劑。且相較於催化劑區域形成墨水，離子聚合物區域形成墨水具有較低濃度之催化劑。若有需要，本發明之離子聚合物區域形成墨水中之催化劑濃度可為零。
在本發明之燃料電池用電極之製備方法中，若有需要，可於噴灑墨滴時同時加熱。
本發明之上述電極可用於薄膜電極組與燃料電池中。
在下，本發明之燃料電池用電極將根據其製備方法詳細描述。描述之前，需瞭解本說明書以及申請專利範圍所使用之名詞不僅限於一般或字典中之字義，而應以本發明技術領域之意義與概念來解釋，即根據發明者所作之最佳解釋來適當定義這些專有名詞。因此，此處提出之描述僅為說明之目的所提出之較佳實施例，而非用於限制本發明之範圍，因此需瞭解的是，在不違背本發明精神與範圍下，可作其他置換或修飾。
首先，(S1)製備催化劑區域形成墨水與離子聚合物區域形成墨水，其中相較於催化劑區域形成墨水，離子聚合物區域形成墨水具有較低濃度之催化劑粒子之。
本發明之催化劑區域形成墨水可為本技術領域中使用之催化劑區域形成墨水。例如，催化劑區域形成墨水可包括：金屬催化劑或在碳基支撐上之金屬催化劑，以作為第一催化劑粒子；聚合離子聚合物；以及溶劑。此處，為避免與第一催化劑粒子混淆，接下來將以第二催化劑粒子描述包含在離子聚合物中之催化劑粒子。
一般而言，金屬催化劑可為選自由鉑、釕、鋨、鉑釕合金、鉑鋨合金、鉑鈀合金、以及鉑-過渡金屬合金所組成之群組之至少一者，然而本發明並非僅限於此。
碳基支撐體可為以碳為基礎之材料，較佳為選自由石墨、碳黑、乙炔碳黑、超導電乙炔碳黑(denka black)、超導電碳黑(ketjen black)、活性碳、中孔碳(mesoporous)、奈米碳管、碳奈米纖維、碳奈米錐、碳奈米環、碳奈米線、富勒烯(fullerene,C60)、以及導電碳黑(SuperP)所組成之群組之至少一者。
一般而言，離子聚合物可為納菲薄膜(nafion)離子聚合物或如磺化聚三氟苯乙烯之磺化聚合物。
溶劑較佳可為選自由水、丁醇、異丙醇、甲醇、乙醇、正丙醇、正丁烯乙酸酯、與乙二醇所組成之群組之至少一者。
本發明之離子聚合物區域形成墨水之製備方法可與催化劑區域形成墨水相同，除了較低濃度之催化劑粒子。例如，離子聚合物區域形成墨水包括：作為第二催化劑粒子之金屬催化劑或在碳基支撐體上之金屬催化劑；聚合離子聚合物；以及溶劑。且相較於催化劑區域形成墨水，離子聚合物區域形成墨水具有較低濃度之催化劑粒子。且依據必要性，離子聚合物區域形成墨水可不包括金屬催化劑或在碳基支撐體上之金屬催化劑，因此催化劑粒子之濃度可為零。
在製備上述之墨水後，將第一催化劑區域形成墨滴與第一離子聚合物區域形成墨滴噴灑至電解質膜或氣體擴散層之預設位置上以形成一薄膜(S2)。
在噴灑第一催化劑區域形成墨滴與第一離子聚合物區域形成墨滴後，將催化劑區域形成墨滴與離子聚合物區域形成墨滴噴灑至噴灑有第一催化劑區域形成墨滴與第一離子聚合物區域形成墨滴的位置上。為了避免混淆第一催化劑區域形成墨滴與第一離子聚合物區域形成墨滴，將其後噴灑之催化劑區域形成墨滴與離子聚合物區域形成墨滴分別稱為第二催化劑區域形成墨滴與第二離子聚合物區域形成墨滴。
如圖3所示，催化劑區域形成墨水11與離子聚合物區域形成墨水12，係噴灑至電解質膜201或氣體擴散層208上。利用噴墨法相關軟體可精確調整墨滴之噴灑區域，因而能將各個催化劑區域形成墨水11及離子聚合物區域形成墨水12之墨滴噴灑至電解質膜201或氣體擴散層208之預設位置上。
在將第一催化劑區域形成墨滴與第一離子聚合物區域形成墨滴噴灑至電解質膜或氣體擴散層之預設位置上後，如圖4與圖5所示，一包括催化劑區域21與離子聚合物區域22之薄膜則形成在電解質膜或氣體擴散層上，其中催化劑區域21與離子聚合物區域22係分別由第一催化劑區域形成墨滴與第一離子聚合物區域形成墨滴所製成。
在此情形下，離子聚合物區域形成墨滴最初噴灑至電解質膜或氣體擴散層之位置，成為離子聚合物圍牆或柱體所形成之位置。因此，熟習本技術領域技巧者可根據需要，而適當的決定催化劑區域形成墨滴與離子聚合物區域形成墨滴之噴灑位置。例如：如圖4所示，離子聚合物區域形成墨滴之噴灑位置可散佈於電解質膜或氣體擴散層中。
於另一實施例中，可設定離子聚合物區域形成墨滴之噴灑位置，使離子聚合物圍牆排列成一格子圖案。在此情形下，催化劑區域形成墨滴則位於格子中。格子圖案之離子聚合物圍牆係如圖5所示。
於另一實施例中，可設定催化劑區域形成墨滴與離子聚合物區域形成墨滴之噴灑位置，以沿著液體通道形成位於液體通道對面之催化劑區域；或沿著液體通道形成位於於液體通道對面之離子聚合物圍牆。
接著，第二催化劑區域形成墨滴與第二離子聚合物區域形成墨滴係堆疊於噴灑有第一催化劑區域形成墨滴與第一離子聚合物區域形成墨滴之位置上，以分別形成催化劑區域與離子聚合物區域。以噴墨法重複噴灑第二催化劑區域形成墨滴與第二離子聚合物區域形成墨滴以形成催化劑層，如此催化劑區域中之離子聚合物區域具有圍牆或複數柱體形狀(S3)。
如上所述，噴墨法可調整墨滴之噴灑位置，因此，催化劑區域形成墨滴與離子聚合物區域形成墨滴可噴灑至前一步驟噴灑催化劑區域形成墨滴與離子聚合物區域形成墨滴之位置上。根據此噴灑方法，催化劑區域形成墨滴可重複噴灑至前一步驟噴灑催化劑區域形成墨滴的位置上，且離子聚合物區域形成墨滴可重複噴灑至前一步驟噴灑離子聚合物區域形成墨滴的位置上。因此，在噴灑形成電極之墨水後，可形成預設厚度之催化劑層203與205，其中離子聚合物圍牆或離子聚合物柱體22則形成於催化劑區域21中，如圖6所示。
在本發明之燃料電池用電極中，離子聚合物圍牆或複數離子聚合物柱體係分別存在於電極之催化劑層中，以改善電極中之離子傳導性，且顯著地增加催化劑、離子聚合物、與反應氣體間之反應表面積，因此改善燃料電池之性能，此結果為熟知本技術領域者無須額外實驗即可可預期之。同時，亦可預期本發明之包括離子聚合物圍牆或複數離子聚合物柱體之燃料電池用電極，可預期提升其與電解質膜或氣體擴散層之接觸。
如有需要，可適當控制本發明所形成之離子聚合物圍牆或柱體之高度。例如：其高度可為催化劑層厚度之0.5至1倍，然而本發明非僅限於此。例如：在離子聚合物圍牆或柱體之高度小於催化劑層之厚度的情況下，當墨水噴灑至電解質膜上時，離子聚合物區域形成墨滴可噴灑至一特定點上直至離子聚合物圍牆或柱體具有需要的高度，然後可噴灑催化劑區域形成墨滴至與噴灑有離子聚合物區域形成墨滴之相同點上，直至催化劑層具有預設的厚度。或者，於離子聚合物圍牆或柱體之高度小於催化劑層厚度之情況下，當墨水噴灑至氣體擴散層上時，可將催化劑區域形成墨滴噴灑至一特定點上，然後可噴灑離子聚合物區域形成墨滴至與噴灑有催化劑區域形成墨滴相同點上，直至離子聚合物圍牆或柱體具有需要之高度時。如此便可形成預設厚度之催化劑層。
另，在本發明之利用噴墨法噴灑墨滴的情況中，可於噴灑墨滴時同時加熱，以促進噴灑墨滴之乾燥。
本發明之上述燃料電池用催化劑層，係形成於電解質膜或氣體擴散層上，且可用於製造燃料電池用之薄膜電極組。
如圖2所示，本發明之燃料電池用之薄膜電極組，包括：電解質膜201；位於電解質膜201相反兩側之陽極電極與陰極電極。陽極與陰極電極可各自包括一氣體擴散層208與催化劑層203、205。本發明之燃料電池用之氣體擴散層208可包括基板209a與209b，以及分別形成於基板209a與209b一側之微孔層207a與207b。
電解質膜可為本技術領域習用之電解質膜，例如，可選自由全氟磺酸聚合物(perfluorosulfonic acid polymer)、烴基聚合物(hydrocarbon-based polymer)、聚亞醯胺(polyimide)、聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride)、聚醚碸(polyethersulfone)、聚苯硫醚(polyphenylene sulfide)、聚苯醚(polyphenylene oxide)、聚磷腈(polyphosphazene)、聚萘二酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate)、聚酯(polyester)、摻雜之聚苯並咪唑(doped polybenzimidazol)、聚醚酮(polyether ketone)、聚碸(polysulfone)、以及其酸與鹼所組成之群組之任何一種聚合物，然而本發明並非僅限於此。
氣體擴散層可為本技術領域習用之氣體擴散層，且一般可包括一傳導性基板，其係由選自由傳導性基板碳紙、碳布、與碳氊所組成之群組之任何一者所製成。氣體擴散層可更包括一形成於傳導性基板一側之微孔層傳導性基板，且此微孔層可由以碳為基礎之材料與以氟為基礎之樹脂所製成。
本發明之以碳為基礎之材料可選自由石墨、碳黑、乙炔碳黑、超導電乙炔碳黑、超導電碳黑、活性碳、中孔碳、奈米碳管、碳奈米纖維、碳奈米錐、碳奈米環、碳奈米線、富勒烯(fullerene,C60)、以及導電碳黑(SuperP)所組成之群組之至少一者，然而本發明並非僅限於此。
以氟為基礎之樹脂可選自由聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene)、聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVdF)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)、醋酸纖維(cellulose acetate)、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer,PVdF-HFP)、以及苯乙烯-丁二烯橡膠(styrene-butadiene rubber,SBR)所組成之群組之至少一者，然而本發明並非僅限於此。
此時，催化劑層形成於氣體擴散層之微孔層上。
本發明亦提供一包括本發明薄膜電極組之燃料電池。圖7為本發明一實施例之燃料電池之示意圖。參考圖7，本發明之燃料電池包括燃料電池堆200、燃料提供單元400、以及氧化劑提供單元300。
燃料電池堆200包括至少一本發明之薄膜電極組，且於包括至少二薄膜電極組的情形下，燃料電池堆200包括一置於薄膜電極組間之隔離板。此隔離板防止薄膜電極組電力互相電性連接，且將燃料與外界提供之氧化劑轉移至薄膜電極組。
燃料提供單元400提供燃料至燃料電池堆200，且燃料提供單元400可包括用於儲存燃料之燃料槽410、與用於將儲存於燃料槽410之燃料傳送至燃料電池堆200之幫浦420。燃料可為氣體或液體氫、或碳氫化合物燃料，而碳氫化合物燃料可為，例如：甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、或天然氣。
氧化劑提供單元300提供氧化劑至燃料電池堆200。典型之氧化劑為氧，且氧化劑提供單元300可為注入氧或空氣用之幫浦。
產業利用性
本發明之燃料電池用電極，於電極層中具有優異離子傳導性，且顯著改善反應表面積以提升燃料電池之性能。且，亦改善了電解質膜與電極層間之接觸而提高了耐久性。
11．．．催化劑區域形成墨水
12．．．離子聚合物區域形成墨水
200．．．燃料電池堆
201．．．電解質膜
203、205．．．催化劑層
207a、207b．．．微孔層
209a、209b．．．基板
208．．．氣體擴散層
21．．．催化劑區域
22．．．離子聚合物區域
300．．．氧化劑提供單元
400．．．燃料提供單元
410．．．燃料槽
420．．．幫浦
圖1係燃料電池產生電力之原理示意圖。
圖2係燃料電池用之薄膜電極組之通常結構示意圖。
圖3係本發明催化劑區域形成墨水與離子聚合物區域形成墨水之噴灑示意圖。
圖4係本發明催化劑區域形成墨水與離子聚合物區域形成墨水噴灑至電解質膜或氣體擴散層上以於催化劑區域上形成複數離子聚合物柱體之平面圖。
圖5係本發明催化劑區域形成墨水與離子聚合物區域形成墨水噴灑至電解質膜或氣體擴散層上以於催化劑區域上形成圍牆狀之平面圖。
圖6係催化劑區域形成墨水與離子聚合物區域形成墨水噴灑至電解質膜或氣體擴散層上以形成催化劑區域與離子聚合物區域之剖視圖。
圖7係本發明一實施例之燃料電池示意圖。
203、205．．．催化劑層
21．．．催化劑區域
22．．．離子聚合物區域

Claims (18)

  1. 一種燃料電池用電極，其插置於電解質膜與具有液體通道之隔離板間，該電極包括：一與電解質膜接觸之催化劑層；以及一與隔離板接觸之氣體擴散層，其中，該催化劑層包括：一催化劑區域，其含有複數個分散於離子聚合物黏合樹脂之第一催化劑粒子；與一離子聚合物區域，其含有複數個分散於離子聚合物黏合樹脂之第二催化劑粒子，且相較於催化劑區域，該離子聚合物區域具有較低濃度之催化劑粒子，以及其中，在催化劑區域中離子聚合物區域之外形為圍牆或複數柱體。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之燃料電池用電極，其中，該每一第一催化劑粒子與該第二催化劑粒子係為金屬催化劑粒子或在碳基支撐體上之金屬催化劑粒子。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之燃料電池用電極，其中，於該離子聚合物區域中，該第二催化劑粒子之濃度為零。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之燃料電池用電極，其中，該離子聚合物區域圍牆或柱體之高度為該催化劑層厚度之0.5至1倍。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之燃料電池用電極，其中，該離子聚合物區域圍牆係以一格子圖案排列，且該催化劑區域係形成於格子間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之燃料電池用電極，其中，該催化劑層係沿著該液體通道且形成於該液體通道之對面，或該離子聚合物區域之圍牆係沿著該液體通道且形成於該液體通道之對面。
  7. 一種燃料電池用電極之製作方法，該電極包括一催化劑層，而該催化劑層包括一催化劑區域，其含有複數個分散於離子聚合物黏合樹脂中之第一催化劑粒子；與一離子聚合物區域，其含有複數個分散於離子聚合物黏合樹脂中之第二催化劑粒子，且相較於催化劑區域，該離子聚合物區域具有較低濃度催化劑粒子，該方法包括：(S1)製備一催化劑區域形成墨水、與一離子聚合物區域形成墨水，而相較於該催化劑區域形成墨水，該離子聚合物區域形成墨水具有較低濃度催化劑粒子；(S2)以噴墨法噴灑已製備之第一催化劑區域形成墨滴、與第一離子聚合物區域形成墨滴於一電解質膜或一氣體擴散層之預設位置上，以形成一薄膜；以及(S3)堆疊第二催化劑區域形成墨滴、與第二離子聚合物區域形成墨滴於噴灑有該第一催化劑區域形成墨滴與該第一離子聚合物區域形成墨滴之位置上，以分別形成一催化劑區域與一離子聚合物區域，且以噴墨法重複噴灑每一該第二催化劑區域形成墨滴、與該第二離子聚合物區域形成墨滴，以形成一催化劑層，如此在催化劑區域中，該離子聚合物區域之外形為圍牆或複數柱體。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之燃料電池用電極之製作方法，其中，該催化劑區域形成墨水包括：一金屬催化劑或一在碳基支撐體上之金屬催化劑；一聚合離子聚合物；以及一溶劑。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之燃料電池用電極之製作方法，其中，該離子聚合物區域形成墨水包括：一金屬催化劑或一在碳基支撐體上之金屬催化劑；一聚合離子聚合物；以及一溶劑，且相較於該催化劑區域形成墨水，該離子聚合物區域形成墨水具有較低濃度之催化劑。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之燃料電池用電極之製作方法，其中，該離子聚合物區域形成墨水中之催化劑濃度為零。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之燃料電池用電極之製作方法，其中，該離子聚合物區域圍牆或柱體之高度為該催化劑層厚度之0.5至1倍。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之燃料電池用電極之製作方法，其中，該離子聚合物區域圍牆係以格子圖案排列，且該催化劑區域係形成於格子間。
  13. 如申請專利範圍第7項所述之燃料電池用電極之製作方法，其中，該催化劑區域係沿著一液體通道且形成於該液體通道之對面，或該離子聚合物區域圍牆係沿著一液體通道且形成於該液體通道之對面。
  14. 如申請專利範圍第7項所述之燃料電池用電極之製作方法，其中，於加熱時噴灑墨滴。
  15. 如申請專利範圍第7項所述之燃料電池用電極之製作方法，其中，該電解質膜係選自由全氟磺酸聚合物(perfluorosulfonic acid polymer)、烴基聚合物(hydrocarbon-based polymer)、聚亞醯胺(polyimide)、聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride)、聚醚碸(polyethersulfone)、聚苯硫醚(polyphenylene sulfide)、聚苯醚(polyphenylene oxide)、聚磷腈(polyphosphazene)、聚萘二酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate)、聚酯(polyester)、摻雜之聚苯並咪唑(doped polybenzimidazol)、聚醚酮(polyether ketone)、聚碸(polysulfone)、以及其酸與鹼所組成之群組之任一種聚合物。
  16. 如申請專利範圍第7項所述之燃料電池用電極之製作方法，其中，該氣體擴散層包括一傳導性基板，而該傳導性基板係選自由碳紙、碳布、碳氊、以碳為基礎之材料、與以氟為基礎之樹脂所組成之群組。
  17. 一種燃料電池用之薄膜電極組，其包括：一電解質膜；以及一陽極與一陰極，其形成於該電解質膜相反兩側，且各包括有一催化劑層與一氣體擴散層，其中，該陽極電極或該陰極電極中之其中之一或兩者，係為如申請專利範圍第1項至第6項所定義之燃料電池用電極。
  18. 一種燃料電池，包括： 一燃料電池堆，其包括至少一如申請專利範圍第17項所定義之薄膜電極組、與一插置於該薄膜電極組間之隔離板；一燃料提供單元，其提供一燃料予該燃料電池堆；以及一氧化劑提供單元，其提供一氧化劑予該燃料電池堆。
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