關於燃料電池的報告 - 社會議題

By Tom
at 2008-05-05T00:00

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我最近要交一篇燃料電池報告不知道該如何著手
煩請各位網友提供點意見吧!!!!
不知道有沒有人做過相同的報告呢?
資料越詳細越好希望能清楚一點!!!!
可以的話希望PO上來的資料對我有所幫助喔!!!
謝謝

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By Selena
at 2008-05-09T22:12

近幾年來，由於燃料電池（Fuel Cell）技術創新突破，再加上環保問題、能源不足等多重壓力下，國際間政府、汽車、電力、能源產業等單位，漸漸重視燃料電池科技發展，而國內也處於相同情況。另外，國內將Fuel Cell譯為「燃料電池」，但其實它並非電池，而是經由電化學反應之發電機，譯為「環保發電機」似乎較為妥適。

一、燃料電池科技的特點

1. 燃料電池是高效率、低污染、多元化能源的新發電科技，而燃料電池的氫供系統發電，不但比傳統石化燃料，且有潔淨、高效率的好處。另外，更可結合核能、生質能、太陽能、風能等發電技術，將能源使用多元化、可再生、及永續使用。

2. 燃料電池的組成材料簡單，結構模組化，使得應用範圍廣泛。應用領域包含：太空能源、生命維持系、潛水艇動力、公車、汽機車、腳踏車、分散式發電、家用獨立發電、工商業備用發電系統、Notebook、PDA、手機、電器產品攜帶式電源、軍事國防用途之電源設備等。
二、燃料電池的種類與原理 1.種類　　燃料電池有多種的分類方式，如以燃料電池之電解質（electrolyte）來區分，它可分為下列五種： (1) 高分子膜燃料電池（Polymer Electrolyte Fuel Cell, PEFC; Solid Polymer Electrolyte Fuel Cell, SPEFC; 或Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC）

(2) 鹼性燃料電池（Alkaline Fuel Cell, AFC）

(3) 磷酸燃料電池（Phosphoric Acid Fuel Cell, PAFC）

(4) 熔融碳酸鹽燃料電池（Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC）

(5) 固態氧化物燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell, SOFC）
　　若以溫度分類，PEMFC(80-100oC)，AFC(60-220oC)及PAFC(180-200oC)屬於低溫型。MCFC(650oC)屬於中溫型，而SOFC(1200oC)則是高溫型。其中，尚有直接甲醇燃料電池( Direct Methanol Fuel Cell, DMFC)及金屬-空氣混合型電池
2.原理圖1 燃料電池基本原理　　燃料電池之基本原理如圖1所示，它的基本原件是兩個電極夾著一層高分子薄膜之電解質。陰陽兩極，除碳粉外也包含白金粉末，以達最佳催化作用。 (1)陽極：
　　氫分子氣體輸至多孔之陽極後，經過質傳到達陽極，於催化下分解反應：
H2→2H++2e-
　　電子由陽極導至外接電路，形成電流。而氫離子也由陽極端，透過可導離子性質（電子絕緣體）之高分子薄膜電解質，抵達陰極。

(2)陰極：
　　空氣輸至陰極，氧氣分子質傳至陰極，與電子及氫離子起電化反應，而產生水及1.229伏特之電壓。反應如下：
O2+4H++4e-→2H2O
　　燃料電池因沒有經過燃燒過程，所以不會產生污染，也不像傳統的火力或核能發電，需經多次轉換(如表1)才能發電。燃料電池發電因步驟簡單，自然效率就高，體積小。當多組的單位原件重疊一起時，即可串連增加電壓及電能。又效率與組數無關，燃料電池可大可小，應用範圍十分廣闊。

三、國際間燃料電池技術的創新突破　　燃料電池最早被用在美國登陸月球的太空梭之主要電力、水熱來源供應。但由於燃料電池的成本昂貴，在之後30年，始終沒有商品化。然而，最近幾年，燃料電池在技術上起了革命性突破，其中以質子交換膜(PEMFC)、平板型固態氧化物電解質(SOFC)及直接式甲醇燃料電池 (DMFC)最被看好，因此，吸引世界各國政府、民間企業投入大量人力及資金研發。　
2008-05-05 18:20:28 補充：
世界主要汽車製造商，如：Daimler-Chryler、Ford、GM、Toyota、Honda及Nissan等汽車公司已投入數十億美元從事燃料電池汽車的開發工作，並可能於2003~2005年左右商業化。而加州環保署空氣資源委員會(California Air Resources Board)，更與業者策略聯盟研發。另外，新加坡政府也投入數億美元與DaimlerChrysler合作研發燃料電池汽車及建構燃料供給系統。
2008-05-05 18:20:39 補充：
　另外，亦有大量研發資源投入小型家用或大樓的分散式電源供應系統，如Plug/GE公司去年成功測試了上百個PEM燃料電池，只要接上家用天然瓦斯，即可發電。且若有20萬戶家庭，各安裝一個7 KW的燃料電池，其發電量總和將接近一個核電機組的發電量。這種離散式的發電系統，可用於尖峰或連續用電的供給，且供電相當穩定，適用於目前新興高科技產業如半導體、固網、無線通信等產業。因此，Plug/GE公司將於今年下半年，生產製造第一批，75個商品化燃料電池發電機，供電力公司使用。
2008-05-05 18:21:19 補充：
四、台灣燃料電池研發現況　　台灣最早期從事燃料電池研究及推廣單位，是經濟部能源委員會及工研院能資所，但其研究均屬小規模。及至最近3、4年，各單位更擴大投入規模，分述如下。 ◎ 工研院能資所，規劃在未來4年內，開發3~5kw小型家用PEM燃料電池，包含電池堆、燃料重組器及關鍵材料。
2008-05-05 18:22:14 補充：
◎ 台灣經濟研究院預期將於2002年完成第四代燃料電池，量產應用於電動機車，其機車最終目標為：極速85km/hr、續航力160km、總重量100公斤以下，換氫氣罐時間五分鐘內。
2008-05-05 18:22:25 補充：
◎ 中科院材料之研究領域則包含：電極觸媒、碳材電極、氣體擴展層(gas diffusion layer)、複合石墨雙極板，及電池堆設計開發。
2008-05-05 18:22:34 補充：
◎ 工研院材料所及核能研究所燃材組，也積極從事關鍵材料零組件研發工作，研發目標以應用家電、資訊、通訊(3C)電源供應產品為主。
2008-05-05 18:22:45 補充：
◎ 學術單位方面，則有元智大學投入燃料電池應用領域的研究，其近程目標是PEM 燃料電池的研發；長程目標則是直接式甲醇燃料電池(DMFC)及固態氧化物燃料電池(SOFC)的研發。
2008-05-05 18:22:59 補充：
◎ 能源委員會的燃料電池計畫，目前則先由PEM 燃料電池著手研發。
引述:http://www.ema.org.tw/she/issue/issue5/tec5_4.htm

By Jack
at 2008-05-06T00:54

Fuel Cell 燃料電池 , 並不是發電機 , 它與伏特電池約略同時期 (18世紀) 發明 , 只是因為效能不好所以敗給了伏特電池系統 .
http://video.yahoo.com/watch/4140458/11152589
這是 Fuel Cell 燃料電池短片 .

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