有關氫氧電池20點 - 社會議題

By Ursula
at 2007-03-20T00:00

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最近在做耶些有氫氧發電的知識
請大家幫忙一下，告訴我一切有關"氫氧發電"的相關知識

比如說他的發電原理，他的好處，他的壞處/缺電，他現在用在哪些東西上面(聽說有電池還有車子)，有怎樣的發展空間...等等
只要您知道什麼，請幫幫我吧!!
謝謝囉
已更新項目:
請問燃料電池就是氫氧電池嗎??
還有您所謂的"免充電"的意思是什麼
是像一般鹼性電池那樣不能充電
還是他是會一直有電到永遠?
之前聽說他可以一直循環使用是真的嗎?(不確定)
2 個已更新項目:
請問一顆電池怎麼自己從空氣中獲得能量
還是需要其他東西的輔助

Tags: 社會議題

All Comments

By Jacky
at 2007-03-22T01:30

前言

燃料電池的發電藉由外界輸入的燃料 ( Fuels ) 為能量源，使其能持續產生電力，不須二次電池所需的充放電程序。以往燃料電池的研究著重於大型的發電機組，少部份則是關於小型攜帶式電源，近期才開始用以替代電池的應用。
　　以往燃料電池的研發工作集中於磷酸型 ( PAFC，phosphate fuel cell )、熔融碳酸鹽型 ( MCFC，melt carbonate fuel cell ) 與固態氧化物型 ( SOFC，solid oxide fuel cell ) 等，但近來質子交換膜型 ( PEMFC，proton exchange membrane fuel cell ) 已廣被重視而成重點開發技術之一。由於 PEMFC 使用濕潤化 Nafion 型高分子膜作為電解質層，因此操作溫度必須控制在 100 ℃ 以下，此種低溫條件使電極中的白金觸媒對 CO 的抵抗力減弱，造成燃料氣體中的 CO 濃度需要嚴格的限制。然而 Nafion 膜的質子傳輸效率極佳，因而可提高反應使用的電流密度，再加上低溫與非腐蝕性的特性，使得此種電池具有重量輕、體積小、啟動快與機組材料選擇性大等各項優點。
　　也因為前述的各特性，PEMFC 目前正積極應用於車輛動力系統、現場型發電機組與小型攜帶式電力裝置上。前兩種應用，因需考慮燃料處理設備導致系統較為複雜，且須與造價較低的傳統技術競爭，故短期內尚無法商業化。但在小型攜帶電力方面，如筆記型電腦、無線電話、攝錄影機等大多採用高價值的鎳氫或鋰電池的部分，PEMFC 則有機會與之競爭。

基本原理

燃料電池是藉由電池內發生燃料燃燒反應而將化學能轉換為電能的裝置，負極除作為燃料與電解質的共同介面，並對燃料的氧化反應作催化；而正極則為氧氣與電解質的共同介面，亦對氧的還原作催化。燃料電池因電解質不同而有不同的名稱，有磷酸型 ( PAFC，phosphate fuel cell )、熔融碳酸鹽型 ( MCFC，melt carbonate fuel cell ) 與固態氧化物型 ( SOFC，solid oxide fuel cell ) 與質子交換膜型 ( PEMFC，proton exchange membrane fuel cell )等。
　　對於以氫氧作燃料的燃料電池反應示意圖如〔圖一〕所示，而其於鹼性溶液中的電極反應為：
正極 1/2O2 + H2O + e- -------> 2OH-
負極 H2 + 2OH- -------> 2H2O + e-
全反應 1/2O2 + H2 -------> H2O
　　上述反應僅為氫氧燃料電池的反應式，對所採取的不同燃料反應亦將有所改變。而為加速電極反應，電極中通常會加入催化劑如鉑，但鉑在 150℃ 時會被 CO 所毒化而失去催化的效果，因此多加入銠或銥於鉑之中。一般而言，對氧氣最佳的催化劑為少量含金或銀的鉑鈀混合物。此外，燃料電池將化學能轉化為電能的效率相當高，約為60%~90%之間。

燃料電池的應用目前受限於其體積，多用於發電機組上，或亦有用於太空船的部分
┌太空船
│電動巴士
│堆高機
│醫院
燃料電池的運用┤發電廠
│游泳池
│旅館
│餐廳
│潛水艇
└汽車

2007-03-20 20:09:41 補充：
根據科學家的估計，我們現在所使用的石化能源，將會在數年後消耗殆盡，那我們現在所使用的電池、車子等等，所會使用到的能源將會用完。
2007-03-20 20:09:56 補充：
燃料電池是由1839年由英國威廉葛諾夫所發現，在美國太空總署上已經使用很久了。燃料電池的原理就是電解水的逆反應式，也就是氫和氧分解，將化學能轉換為電能，所以是一種能源的直接轉換。燃料電池的優點最主要是二低一高，低污染、低噪音、高效能。講到低污染，因為他最主要就是氫和氧結合所產生的能量，大家都知道他的產物就只有水嘛，不像石化原料會產生碳、氮和硫的化合物，產生空氣的污染。接下來是低噪音方面，在其他的發電裝置中，都是由其他的燃料燃燒等等轉換來發電，因此會有種種機器的使用產生噪音，而燃料電池只要將氫氧結合，不需要做任何的機器運作。
2007-03-20 20:10:18 補充：
接下來高效能是因為他在能量生產過程中，不會有任何能量耗損，根據統計，在燃油發電部分，效能只有30%，而在燃料電池發電部分，他的效能可以高達65%，那他其他的優點有用途廣、免充電、原料廣。
2007-03-20 20:10:23 補充：
接下來介紹原料，燃料電池最主要是氫氣，製造方法有以下幾種，因為氫在自然中以純氫存在的比例是很低的，多半是跟其他化合物存在，那我們可以利用分解水的產物而得，但他的成本較高，所以現在比較使用的是石化原料，用其他方法將其中的氫氣分離出來來提煉氫，但問題是提煉的過程中會產生二氧化碳造成環境的污染，接下來比較有趣的是生物法，像有些細菌、綠藻會在行光合作用時會產生氫氣，這邊有個數據是說1L的水藻培養液在一個小時的光合作用中，會產生3ml的氫氣，可是這效率實在太慢了，接下來是他的應用是非常廣泛的，小到我們在用的筆記型電腦阿、大到汽車等都有在用，且各國都有在推動。
2007-03-20 20:11:14 補充：
可能資料有點亂，因為那是我以前作科展的作業(查到的資料)
2007-03-22 18:28:07 補充：
沒錯，燃料電池就是氫氧電池，而他所謂的免充電是因為空氣中含有他的能量來源，所以它可以不用充電。(不過這個非常的貴)
2007-03-25 19:32:57 補充：
確實是需要一些東西來充電，但是目前還沒有這項技術~
因為現在還沒有擴大使用，所以一般來說現在階段都只是測試而已，並沒有大範圍的使用，但是在空氣中卻是可以自己充電，但是其濃度非常低，所以科學家都是直接充滿並且趕再沒電的時候把實驗用完
2007-03-29 22:15:19 補充：
我最近有問我們的理化老師，他說氫氧燃料電池適用人力來充電的，也就是有兩個鋼瓶，裡面裝有氫氣和氧氣，而靠人力去把氫氣和氧氣罐進去來充電~

By Rebecca
at 2007-03-24T08:02

H2O電解→氫、氧

By Odelette
at 2007-03-20T03:24

理論上只要持續供應氫跟氧, 燃料電池是不用充電的. 可是氫和氧一定要由人類供應, 憑大氣裡極低濃度的氫, 恐怕發不出電ㄅ!

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