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匿名使用者 發問時間: 科學化學 · 2 0 年前

請問目前燃料電池的發展?

請問目前燃料電池的發展?(世界上的及台灣的發展)

還有你認為燃料電池最有潛力的商品是什麼?

6 個解答

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    Lv 7
    2 0 年前
    最佳解答

    外國的發展: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。 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。 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。也因此,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。舉個實例,Hy-wire是通用汽車﹝GM﹞於2002年北美國際車展上,首次推出的概念車Autonomy實體化產品,而這部概念車是第一款從頭開始設計便採用燃料電池作為驅動系統的車型,當然也是第一款江燃料電池與線傳操控技術相結合的車型。燃料電池徹底改變燃油發動機原理,在動力系統上,Hy-wire運用全球最豐富的氫作為燃料來源,燃料電池組安裝在底盤的後方,可連續產生直流電共94千瓦的動力﹝尖峰值129千瓦﹞,相當於126匹馬力的功率來驅動馬達。以Autonomy概念車為基礎所開發成實際可駕駛的Hy-wire,它們之間最大的差異在於電池組體積與續航力,原本Autonomy概念將燃料電池、氫氣儲存瓶、驅動馬達及煞車系統,放進長450公分、15公分厚度的空間內,而接近現實的Hy-wire必須將厚度改為28公分,在放置燃料電池組的尾部還要再加厚為43公分才有足夠的空間。三個圓柱形儲存氫氣罐可承受5000psi的壓力,使得原本Autonomy的480公里行駛距離大幅減少,實際Hy-wire只能達到130公里,這也是燃料電池遇到最麻煩的儲存問題。Hy-wire重量為1900公斤,單就這部概念車已經申請了30多項專利。現在傳統內燃機也有以氫氣為主要燃料的設計,如福特﹝FORD﹞的Model U以12.2:1高壓縮氫氣內燃機﹝Hydrogen Internal-Combustion Engine﹞為主要動力來源,加上雙重降溫的系統作用於機械增壓機組上,使得動力輸出相當優異。如果再加上燃料電池的驅動馬達,就是一部以氫氣為燃料的混合動力車,就能容易解決單一電動馬達動力表現不佳的困擾,並同時達到使用替代能源及無污染交通工具的目標。 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。 ◎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。 ◎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。 ◎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。 ◎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。 ◎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。隨著全球工業及人口之遽增,地球上可用的資源則愈形短缺,因此可重複使用、對環境友善以及能源轉換效率佳之新能源技術,已成為各國工業界及學術界共同追求之目標與興趣。其中燃料電池技術因具備低污染、高能源轉換效率之特性,成為近年來最受矚目的新穎能源供應技術。燃料電池的原理早在一世紀之前即被提出。西元1839年時,William Grove提出了最原始的燃料電池模型,其基本概念是依據H2與O2氧化還原電位的不同,得到一個可供利用的電動勢。圖一所示為Grove的燃料電池模型 [1]。為了使氧化還原反應能在室溫或略高於室溫下發生,一般在兩端的電極(H2端與O2端)置有觸媒(catalyst),以催化反應,而觸媒的來源通常以穩定性佳的金屬如鉑(Pt)為首選。 我認為燃料電池最有潛力的商品當然還是汽車啦,畢竟等到石油用完的一天就是燃料電池的時代了!

    參考資料: 知識+自己
  • 7 年前

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  • 匿名使用者
    7 年前

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  • 2 0 年前

    最新相關科技新知--氮化鎵(GaN) 在電池能源轉換的應用

    October 27, 2005 - The inventor of the blue LED and a research team from Tokyo U. of Science said yesterday that they have succeeded in producing hydrogen from water through the use of gallium nitride (GaN) crystals, reported the Nikkei English News. If commercializable, this technology is expected to lead to the development of fuel cells that run on water and can be used in a wide range of products, from automobiles to computers.

    GaN crystals are being studied for such uses as light sources for next-generation DVD devices. This is part of a research project of the Japan Science and Technology Agency - a program overseen by Shuji Nakamura, who created the blue LED and works as professor of materials at the U. of California, Santa Barbara.

    The researchers connected GaN crystals with platinum using wire, then immersed these in water. When light is applied to the GaN, electricity flows through the water and causes it to decompose into oxygen and hydrogen through electrolysis.

    The rate of conversion efficiency, which is the ratio of hydrogen produced to the energy used to shine the light, is still a low 0.5% to 0.7%.

    "Theoretically, this can be raised to more than 20%," said Kazuhiro Ohkawa, a professor in the physics department at the Tokyo University of Science, who played a leading role in the research. The minimum conversion efficiency needed for commercialization is said to be 20%.

    The team plans to continue work on the project to make improvements

    參考資料: SST NEWS
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