氢燃料电池特性.PPT

燃 料 電 池 班級：日四技車輛三甲 姓名：曾思彬 學號指導老師：吳宗霖? 目錄 一、前言 二、燃料電池的演進 三、燃料電池的原理 四、燃料電池的特點 五、燃料電池分類 5-1依電解質區分 5-2依溫度區分 六、氫燃料電池原理 6-1 氫氣基本特性 6-2 生產方法 6-3 運輸技術 6-4 儲存系統 6-5 利用技術 6-6 安全特性 七、台灣燃料電池研發的現況 八、台灣各領域發展及應用 九、燃料電池車的發展方面與展望 前言 前言 於前瞻能源科技應用方面，近年由於燃料電池（Fuel Cell）技術不斷創新突破、京都議定書的溫室氣體減量等環保問題、以及在傳統化石能源面臨枯竭等多重壓力下，世界先進國家均加速潔淨能源的開發研究，由政府與民間共同推動氫能與燃料電池技術與產業之發展。「燃料電池」其實它並非電池，而是經由電化學反應之發電設備。由於燃料電池是高效率、低污染、多元化能源的新發電科技，而燃料電池的供氫系統發電，比傳統化石燃料更有潔淨與高效率的效益。 燃料電池的演進 英國法官威廉．葛羅夫爵士（Sir William Grove）在實驗中無意間發現，把水電解過程逆向操作，並把浸在硫酸溶液中一對鍍上一層鉑黑的白金絲電極接上負載以後，氫氣和氧氣即可因為電化學反應而產生直流電流，因而發明了燃料電池。? 燃料電池的演進(續) 燃料電池的原理 燃料電池的運作原理，也就是電池含有陰陽兩個電極，分別充滿電解液，而兩個電極間則為具有滲透性的薄膜所構成。 燃料電池的原理(續) 氫氣由燃料電池的陽極進入，氧氣（或空氣）則由陰極進入燃料電池。經由催化劑的作用，使得陽極的氫原子分解成兩個氫質子（proton）與兩個電子（electron），其中質子被氧『吸引』到薄膜的另一邊，電子則經由外電路形成電流後，到達陰極。在陰極催化劑之作用下，氫質子、氧及電子，發生反應形成水分子，因此「水」可說是燃料電池唯一的排放物。 燃料電池的原理(續) 燃料電池的原理(續) 燃料電池的特點 高效率 減低空氣汙染 安靜 可靠性高 燃料電池種類 燃料電池的種類繁多，常用的分類方式有兩種： 第一種： 依電解質不同來做區分 第二種： 依溫度來區分 燃料電池種類(續) 第一種：依電解質不同來做區分 燃料電池種類(續) 第二種：依溫度來區分 燃料電池種類(續) 氫燃料電池原理(續) 氫燃料電池特性(續) 6-1 氫氣基本特性： 氫，一種無色、無臭、無味、無毒的可燃性氣體物質，最簡單的化學元素。 氫燃料電池特性(續) 6-2 生產方法： 第一類是由化石原料製氫，主要商業化的製程有： 蒸氣重組法(steam reforming) 部分氧化法(partial oxidation) 水煤氣法(coal gasification)等。 氫燃料電池特性(續) 第二類則為非化石原料製氫法，主要製程有： 水電解法(water splitting by electrolysis) 水光電解法(photoelectrochemical water splitting) 實驗室中少量製氫法等。 氫燃料電池特性(續) 6-3 運輸技術： 氫氣的運輸技術，可以分為境內氫氣運輸和境外氫氣運輸 境內氫氣的運輸技術以氫氣管線運輸為主，卡車運輸或火車運輸為輔助 境外的氫氣運輸技術則以船舶運輸為主 氫燃料電池特性(續) 6-4 儲存技術： 固定式大型儲存系統 固定式小型儲存系統 可移動式儲存系統 燃料用儲存系統 氫燃料電池特性(續)) 6-5 利用技術： 燃料電池原理(續) 6-6 安全特性： 氫氣是一種無色、無味、無臭、無毒的可燃性氣體，相較於被普遍使用的液化石油氣（LPG）來說，氫氣是更安全的氣體 台灣燃料電池研發現況 ◎?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。 台灣燃料電池研發現況(續) ◎?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。 ? 台灣燃料電池研發現況(續) ◎?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