第49屆--民國98年

燃料電池電極板材質、觸媒材質、電解液與質子交換膜材質等改進是近年來研究重點。本研究著重電極板表面改質並探討其產氫性能。利用電鍍(鎳)、無電鍍(鎳、金、銀)極板改質並測試產氫效率、腐蝕電位、電流密度、電壓電流特性及電化學性質。另一研究將已表面改質及未表面改質不鏽鋼板組成直接甲醇燃料電池供測試評估。研究發現，無電鍍鎳產氫效果最好，其次為無電鍍銀。表面結構分析中除鎳以外極板都相當平整，鎳上許多顆粒大大增加產氫面積。腐蝕試驗中雖無電鍍鎳腐蝕電流稍高，但整體來看，各極板腐蝕情形差異不大。另應用一簡單方法及裝置，能同時測定直接甲醇燃料電池效率、甲醇滲透速率、陽極板腐蝕速率與陰極板滲透甲醇電氧化電流密度。

本次試驗在設計一個氣壓式的夾娃娃機，首先運用課堂上所學習的氣壓實習與機電整合實習來規劃氣壓與電控部分部分，再利用機械原理與電腦輔助製圖來進行機械部分的設計，先把氣壓缸、氣壓夾爪與鋁擠型等元件3D 電腦化，利用3D 電腦影像來進行設計，可以讓我們更容易的掌控機具的比例，對初次設計機構的我們有很大的幫助。設計完成之後，我們也希望可以控制娃娃機的夾持的成功率，所以，設計了兩種方式來作為控制策略，首先以節流閥來控制氣壓的通過速度，結果發現，節流閥只能控制氣壓缸的出缸速度，並不能控制最後的夾持力量；第二種控制策略，利用PLC(可程式控制器)的程式來控制，結果發現，我們確實可以利用程式來控制，氣壓夾爪的點放時間和點放的次數，成功率都能夠依照我們的規劃來進行，是個又簡單又穩定的控制方式。

桃園南崁溪河口位於竹圍漁港旁，河口附近兩支流匯流，河道變寬。每逢大雨沖刷河岸堆積沉積物。本研究採樣位置位於南崁溪河口附近，於河流左岸沖刷沙灘上，使用沉積物垂直分層取樣方法進行分析。第一次取樣2008 年10 月採ㄧ管，第二次取樣2009 年1 月採7 管，分析沉積物粒度隨深度變化情況，藉此了解南崁溪河水營力變化。經由兩次採樣粒度分析發現表層21 公分沉積物可能為東北季風之沉積物。第二次採樣7管沉積物分析，經對比63 到93 公分不等深度沉積物，發現四層特殊沉積層。依據各管沉積物層面深度繪製成層面立體圖發現層面向河面傾斜，且有類似河道旁沖刷崩落地形，有向河道中央移動之情況，代表河川沉積物逐漸增加。

由於台灣地處太平洋熱帶地區，每年夏天的溫度動輒35、6 度以上，機車騎士在市區騎車時，常被熱氣燻得頭昏腦脹，尤其是在路口等紅綠燈時，週遭汽機車引擎所散發出的熱氣，更是令人叫苦連天。本作品顛覆傳統觀念，不需將龐大笨重的壓縮機背在身上，僅用一片小小的晶片即可散熱。當騎士在騎乘機車時，可避免因為悶熱而造成汗流浹背，以致影響騎車的情緒。若騎士覺得燥熱時，可以打開開關，立即有清涼的冷氣吹在身上，可保持衣服的乾燥與舒爽，減少炎熱夏天的煩躁，大大提高了機車騎士騎乘時的舒適性，並有助於增進行車安全。

現在地球面臨到資源不足、溫室效應等環境問題，太陽能的利用顯得越來越重要！如果能利用天然的綠色能源，反覆地加以利用，相信地球上資源的消耗速度會有更大幅度地降低。我們希望將無限的綠色能源經由轉換後，儲存下來繼續使用，不但可以節省石化燃料，也可以將地球上的廢電池數量降低。在此次的研究中，我們依據台北的環境選擇太陽能及風力這兩種台灣本島較容易取得的綠色能源，做為我們綠色充電器的能量來源，並進而自製簡易的充電器。

炎熱的夏天裡，悶熱的教室加上從馬路傳來公車的煞車聲，又熱又吵，讓人心情煩躁無心學習。關窗雖然隔絕了噪音，但也阻隔了空氣的流動，本研究中，我們探討教室「通風」和「隔音」的問題，試圖找出兩全齊美的方法。首先，在校園噪音現況調查發現：每節課我們必須忍受20 次超過70 分貝的公車啟動及煞車聲。而在模擬實驗中發現：1. 在馬路旁建築物外牆上鋪設氣泡布可以減低因反射而進入教室之噪音。2.窗口隔音物則要視情況來選擇，炎炎夏日採(1) 開窗法(2)窗台種樹(3) 溫差自然通風法。冷風颼颼時使用厚窗簾或裝設雙層窗。平行百葉窗及弧形隔音板則是通風隔音都具有一定之效果。3.在夏天，可以利用教室內的高溫與開窗法來排出教室內混濁悶熱的空氣。

廢棄的養樂多罐可以做成樂器嗎？應如何鑽孔？它可以吹出哪些音？令我們感到十分好奇！實驗結果得知多多笛的「吹管口」形狀對聲音高低的影響不大，但是得將管口壓扁些才能吹出聲音來；「吹孔越大」聲音越高。「按孔位置」越靠近吹孔、「按孔越大」、「垂直或水平方向的按孔數目越多」時聲音越高。在按孔位置固定的情況下，多多笛的聲音高低主要決定在按孔的大小和數目，也就是開孔總面積。根據這樣的關係，從已知的標準音頻率反求開孔總面積來決定按孔大小，我們終於做出可吹「Do、Re、Mi、Fa、Sol、La、Si」七個標準音的多多笛了！

在去年十二月一日傍晚，很多人都看到了金、木、月排成微笑模樣，不禁想問：還有下一次嗎？本研究是以程式建立行星軌道以推判其位置來進行研究。先以C++建立三維的橢圓行星軌道，計算不同時間的位置；再與美國海軍天文台行星曆元表ICE 相較，結果顯示50 年內，金、木星位置經度差在40 秒內；緯度差小於2 分16 秒，可符合精確度要求。結果也顯示：40 年內，符合初四眉月搭配金、木星相距在1 度內僅2 次；金木相距3 度及5 度也只有5、10 次。以Stellarium 查閱此等結果，皆無微笑臉龐再現天際；若放寬條件為殘月，將於 2036 年7 月21 日的日出前看見微笑。

我們參考「渾天儀」和星座盤，將天球儀加裝「時刻環」和「日期圈」成功設計出「即時星空天球儀」。當晚上使用時，具有立體星座盤的功能，若白天使用時，利用日影則可變為具有計時功能的「天球儀日晷」。也可以將「即時星空天球儀」改裝成能顯示24 節氣的「天球儀圭表」。「雷射指星裝置」結合「即時星空天球儀」即變成能戶外使用星象儀。我們自創的「可調緯度天球儀」可以模擬出赤道和南北極的星體運行軌跡與太陽運行軌跡，也可當成測緯度用的「緯度測定儀」。我們計算證明各種不同圭表，若以 [冬至到春秋分的距離] 以及 [夏至到春秋分的距離] 的比例可分成 【1：1】 和【2：3】兩類。「天球儀日晷」、「可調緯度天球儀」和「天球儀圭表」具有多項設計的巧思和獨創性，具有商品化的價值，也可考慮申請專利。

「太陽能熱水器」因為價錢昂貴，推廣不易。我們發現『水桶裡的水曬太陽後，可以變成熱水洗澡』。於是嘗試改良容器、蓋子的材質，並利用溫室效應、鏡子反射光等方法增加水溫。希望找到省錢、好用的洗熱水澡方法。根據實驗，我們得出下列的結論：1. 容器使用塑膠水桶，蓋子使用淺色垃圾袋為最安全、水溫又高的方法。2. 包了垃圾袋水桶的水溫上升原因有二：(1)防止熱對流散失(2)溫室效應增溫，因為藍色垃圾袋能阻擋紅外線。3. 外罩壓克力箱有加熱和保溫效果。桶子內、外放鏡子都有加熱效果。4. 利用此方法洗澡，一戶家庭一年約省下4400 元的天然氣費！