過去對於奈米碳管的成長機制，添加金屬觸媒是一環不可或缺的要素。從以往的文獻中也透露出，在沒有金屬觸媒的催化下，是無法順利成長出奈米碳管的。但問題在於所運用的催化金屬會受到成長奈米碳管的石墨層包覆，甚至所使用的金屬對於燃料電池觸媒上可能造成未知的影響。因此現階段對於金屬催化成長的奈米碳管必須先經由純化處理來移除殘餘的金屬才能使用。然而這些處理往往會導致奈米碳管結構上的破壞。
因此在本研究中，以突破性的技術，將石墨在不添加金屬催化下直接成長出奈米碳管。再以成長出奈米碳管的石墨再作為擔體搭配鉑製作成甲醇燃料電池的電極材料。並且選用數種未成長奈米碳管的碳黑作為擔體以相同的方式製作成甲醇燃料電池的電極與之作為比較。
最後透過掃描式電子顯微鏡、穿透式電子顯微鏡、熱重分析儀等作定性分析。以及反應活性、循環伏安法、X-ray 繞射等技術來探討已非催化在石墨上成長奈米碳管與否，對燃料電池電極材料是否有正面的影響。

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第一章 前言
1.1 研究背景1　
1.2 研究目的2　
第二章 文獻回顧
2.1 簡介 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2.1.1 燃料電池的原理4
2.1.2 燃料電池的分類4
2.1.3 燃料電池的應用與優點5
2.2 直接甲醇燃料電池
2.2.1 直接甲醇燃料的工作原理7　
2.2.2 直接甲醇燃料電池的陽極觸媒發展10　
2.2.3 甲醇在Pt 觸媒上的反應途徑10
2.3 載體　
2.3.1 載體所扮演的角色12
2.3.2 碳黑13　　　　　　
2.3.3奈米碳管14
2.4 非催化反應下奈米碳管的成長16
第三章 實驗方法
3.1 實驗藥品與設備
3.1.1 金屬前驅物17　　　　　　
3.1.2 其他藥品17
3.1.3 實驗用氣體17
3.1.4 實驗設備18
3.2 觸媒支撐物製備
3.2.1 奈米碳管成長19
3.2.2 奈米碳管前處理20
3.3.1 觸媒製備20
3.4.1 工作電極製備21　　　　　　　　　
3.5 支撐物及觸媒分析方法
3.5.1 型態組成分析22
3.5.2 甲醇分解反應活性測試23
3.5.3 循環伏安法25
第四章 結果與討論
4.1 非催化反應下奈米碳管的成長
4.1.1 非催化反應下成長奈米碳管之TGA分析結果26
4.1.2 SEM觀測非催化反應下石墨成長奈米碳管結果 28
IV
4.2 鉑觸媒的特性鑑定
4.2.1 X光粉末繞射29
4.2.2 鉑金屬的平均粒徑29
4.2.3 TEM觀測Pt在非催化反應下石墨成長奈米碳管之散佈情形36
4.3 直接甲醇分解反應活性
4.3.1 甲醇轉化率40
4.3.2 氫氣產率41
4.3.3 一氧化碳產率41
4.4 甲醇分解反應活性探討
4.4.1 載體的差異44
4.4.2 Pt平均粒徑影響45
4.4.3 Pt粒徑分散情形的影響49
4.5 甲醇氧化反應活性
4.5.1 直接甲醇燃料電池電極觸媒特性分析51
4.5.2 甲醇氧化反應活性測定53
4.6 甲醇氧化反應活性探討
4.6.1 Pt晶面對甲醇氧化反應的影響57
4.6.2 推測Pt(110)晶面形成的條件57
第五章 結論60
第六章 參考文獻61

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