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    導電奈米纖維複合RuO2/Graphene應用於超級電容之研製
    (2018) 陳文璽; Chen, Wen-Hsi
    超級電容器(Supercapacitors)依其能量儲存機制可分為靜電儲能的電雙層電容器(Electrical double-layers capacitors, EDLC)與電化學儲能的擬電容器 (Pseudocapacitor)兩大類，比起傳統的電容器(陶瓷電容器、鋁質電解電容器、塑膠薄膜電容器、鉭質電容器等)，具有更高的比功率(Wg-1)和比電容(Fg-1)，並且有很優異的循環壽命與穩定性，故在電動車與消費性電子的應用前景受到注目。然而，目前超級電容器的電極製作，大都只使用平面金屬電極，造成感應電荷的傳輸性與電解液的質傳性受到限制，或者必須使用大量導電高分子(PANi)作為電活性(electroactive)材料，才能達到快速可逆氧化還原反應，獲得高密度儲能的效果。 因此，本研究為實現低成本全碳3D電極之製作，利用2×2 cm2人造石墨作為基板，並使用黃光微影製程以SU-8厚膜光阻，製作1.8×1.8 cm2之陣列圓柱微結構 (ϕ40 μm、深寬比5、間距 80 μm)，接著利用靜電紡絲技術，並以SU-8濃度比例為SU-8:thinner=5:1作為紡絲溶液，製備奈米紡絲纖維 (Nano spinning fiber)。完成後，利用碳-微機電系統(C-MEMS)技術，將上述製備之SU-8圓柱結構與SU-8奈米紡絲纖維，以兩段式升溫方式進行碳化，使SU-8材料轉變成類玻璃碳(Glassy carbon)材料，進而得到導電圓柱結構(Conductive cylindrical structure)與線徑約730 nm碳奈米纖維(Carbon nanofiber)，後續再將碳奈米纖維進行均勻破碎，以便製備複合石墨烯(Graphene)、二氧化釕(RuO2) 之漿料。以NMP@PVDF所製備之黏著劑(Binder)作為溶劑，將石墨烯、二氧化釕與破碎之碳奈米纖維進行混合，分別得到單純碳奈米纖維(CF)、碳奈米纖維複合石墨烯(CF/GN)與碳奈米纖維複合石墨烯/RuO2 (CF/GN/RuO2)等三種不同材料摻入的複合纖維漿料。利用滴定技術分別將上述三種複合漿料，滴置於全碳之3D導電圓柱結構電極板中，藉此沉積複合之碳纖維薄膜(Carbon fiber membrane, CFM)，最終完成三種不同材料摻入的全碳3D電極板之製作。最後，製備完成之全碳對襯電極(Symmetrical electrodes)封裝成超級電容元件，並利用恆電位儀進行C-V特性曲線(C-V curve)、恆電流充放電曲線(Galvanostatic charge/discharge curve)與電荷轉移阻抗(Rct)等量測分析。量測結果發現CF/GN之電容性能以石墨烯摻入比例20 wt%為較理想、CF/GN/RuO2以RuO2摻入比例30 wt%為較理想。在0.5 A/g的電流密度下，CF、CF/GN與CF/GN/RuO2三種電極之比電容值，分別為62.4 F/g、96.5 F/g與219.2 F/g。CF/GN/RuO2電容元件的比電容值相較於CF/GN電容元件高出2.3倍、比CF之電容元件高出3.5倍，且當電流密度增加至3 A/g，CF/GN/RuO2之電容元件仍擁有54.8%的電容保持率。經過1500次的充放電測試，CF/GN之電容元件循環壽命保持率為62.2%，而CF/GN/RuO2之電容元件，仍擁有85.7%的保持率。由於導電圓柱結構與碳奈米纖維具有優異的導電性與比表面積，摻入石墨烯可提升電極之導電率，進而降低電荷轉移阻抗(Rct)，而摻入RuO2可增加電極之電活性，因此提升整體電容的特性。
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    美國經濟教育協會(CEE)經濟教育課程綱要層級分析──以雙北地區高中公民教師為例
    (2019) 陳玟曦; Chen, Wen-Hsi
    本研究目的旨在討論雙北地區高中教師對於美國經濟教育協會之經濟教育課綱中的重要性排序，評估目前教師對課綱內涵的觀點與偏好差異。本研究參考發展近百年的美國經濟教育協會(CEE)之經濟教育課綱內容設計問卷，釐清我國高中公民科教師對經濟教育課綱之重要性排序。本研究探究不同背景變項雙北地區高中公民科教師對CEE課綱中課程標準的重要性排序差異，以及對CEE課綱中課程標準、能力指標之重要性排序差異，透過紙本問卷對雙北地區高中公民科教師進行立意抽樣，並採用統計分析與層級分析獲得研究資料。 依據研究資料，本研究之結果如下： 一、 不同背景變項的雙北地區高中公民科教師之任教地區變項在「國民所得」中有顯著差異；教學職務變項在「政府政策」有顯著差異；對經濟教育之興趣變項在「經濟波動」有顯著差異。 二、 雙北地區高中公民與社會科教師在美國經濟教育課綱課程標準重要性排序依序為「國民所得」、「經濟波動」、「貨幣銀行」、「政府職能」以及「政府政策」。 三、 雙北地區高中公民科教師在美國經濟教育課綱整體能力指標排序中，重要性排序最高前五項為影響個人所得變化、國家經濟成長、消費者物價指數、景氣循環以及失業成因；重要性最低前五項為利益集團對政府職能的影響、政府職能失靈、成本轉嫁、財政赤字以及政府開支影響。 研究結果顯示，高中公民科教師認為經濟課綱中與經濟生活有直接影響的經濟概念較重要，間接影響經濟生活的政府政策與職能較不重要。因此，本研究建議教育主管機關應參考教師實務經驗形成的重要性排序，修正課綱及給予協助；高中學校應提供相關在職進修管道、形成跨領域社群並落實教學正常化；高中公民科教師應積極增進經濟專業知能與參與教師專業社群合作設計課程。